施耐德电气出品GREEN双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察 机遇-光储直柔与电力交互1.1 发展光储直柔的必要性与价值1.2 光储直柔的战略发展目标2 探索-光储直柔发展中面临的挑战2.1 光储直柔的市场及商业价值2.2 分布式电能并网带来的谐波2.3 缺乏光储直柔的整体技术标准体系2.4 缺乏对柔性负载的全生命周期的整体控制3 路径-助力实现高效用能与清洁低碳3.1 系统可行性规划-MGDT 为光储直柔规划投资中规避风险3.2 系统预测调优控制 EMA 应用于光储直柔微网系统咨询顾问3.3 建筑设备管理系统(BMS)协同构建柔性负载 3.4 配电系统设计 ETAP 谐波计算优化系统电能质量3.5 光储直柔系统 DC Systems 解决方案3.6 直流母线配电系统 4 实践-SEMW 光储直柔微电网示范基地结语关于作者致谢前言达成碳达峰、碳中和目标，构建清洁低碳、安全高效的能源体系是第一要务，而清洁电力则是能源转型的“牛鼻子”。在能源转型的过程中，电力系统的安全性是保障中国能源安全的重中之重，为适应新能源的大规模接入，保障电力系统安全可靠，新型电力系统应运而生。为了保障电力系统安全稳定运行、适应新能源发电比例和终端电气化率的快速提升，提升电力系统灵活性至关重要，每一个环节都将在构建的过程中发挥重要作用。“光储直柔”技术使建筑在能效提升的基础上进一步实现电能替代与电网友好交互的新型建筑能源系统。使建筑从传统能源系统中刚性消费者的角色转变为未来整个能源系统中具有可再生能源生产、消费、能量调蓄功能“三位一体”的复合体，这也是建筑面向构建未来低碳能源系统应当发挥的重要功能。基于施耐德电气长久以来在电力行业的深耕，同时收集了业界各科研院的一线专家、深耕前沿技术的研发工程师、参与行业政策和标准制定的专家学者等的调研中进行价值提炼。我们希望通过这份报告，对新型电力系统下的光储直柔微电网，发现其中的挑战与机遇，探索光储直柔完整解决方案、新一代直流产品及柔性控制技术，帮助客户实现减碳目标，迈向零碳未来。机 遇光储直柔与电力交互1 莫理莉华南理工大学建筑设计研究院有限公司-建筑设计三院电气副总工程师中国建筑节能协会光储直柔专委会委员与施耐德电气结缘已有二十余年，施耐德电气在中低压配用电及建筑智能化系统解决方案中一直处于技术和标准的引领位置。近年来，在全球经济高速发展的同时，气候问题日益突出，全球温升严重，我国也越来越多的出现北方洪涝、南方少雨高温持续等异常极端气候现象，降低碳排放有利于全球温升速度的控制，经济低碳化是需要全世界各国协同才能实现目标。我国在2021年向全世界庄重承诺“3060”双碳目标，为了实现双碳目标，我国能源结构将发生根本性改变，从现在的化石能源占主导地位转为到碳达峰末期非化石能源将占主导地位，其中，风光为主的新能源比例将大幅度提高，建筑用能进入电气化阶段。为了适应能源结构的改变，更好的接纳新能源，建设新型电力系统，将是电力行业未来5-10年的重要任务；在建筑等用能侧建设的适应新能源接入和消纳的新型建筑电气系统是新型电力系统的不可缺少的组成部分。光储直柔技术最早由江亿院士提出，其精准概括了新型建筑电气系统的四个基本要素。新型建筑电气系统需要给风光等新能源发电系统、分布式储能系统、充电桩、柔性用电设备等提供接口，这些接口基本是以变换器等电力电子元器件出现，所以，这是一个电力电子化的系统；由于上述系统、设备本质都是采用直流供电，所以，新型电力系统中将存在直流供用电环节；新型建筑电气系统需要尽可能的实现新能源的就地消纳和与电网的友好互动，所以，新型建筑电气系统需要配置合适的建筑园区能源调度管理系统和柔性用电设备运行优化管理系统；由于变换器等电力电子元器件对过电压等故障敏感，容易误动作，为了实现建筑园区内部电网的稳定可靠安全运行，新型建筑电气系统的继电保护需要重新研究和确定，考虑设置微网运行控制系统将是有必要的；新型建筑电气系统的电能质量也是值得我们关注的问题，如光伏发电系统的功率因数、LED照明和变频设备等柔性负荷带来的谐波超标造成中性线过载和变压器过热噪声大、直流系统的纹波等问题，都越来越多的被行业内提及。目前，国内已有一些企业给新型建筑电气系统提供系统技术解决方案，通常称为光储直柔技术方案，但由于这一技术是近几年刚开始兴起，目前研发的主要企业对建筑电气系统特点了解不够，所提供的技术方案未能完全适应新型建筑电气系统，妥善解决问题。施耐德电气在经过详细调研和长期研发积累后，提出了整套的光储直柔技术方案，方案阐述了光储直柔的必要性与价值，探索了光储直柔发展中面临的挑战，研究了光储直柔系统设计与控制方案，采用基于人工智能技术的预测调优控制技术，提供系统可行性规划工具、抑制谐波的ETAP辅助计算工具、基于Current OS的DC Systems直流系统解决方案、直流母线配电系统解决方案、SpaceLogic AI BOX（楼宇节能盒）解决方案等。总之，提供了面向分布式新能源建设场景的从规划调研、分析设计、组网建设到长期能源运营全生命期服务解决方案，该方案可以较妥善的解决目前实践经验下已知的新型建筑电气系统的诸多主要问题。最后，本书以施耐德电气武汉工厂为实例展示了施耐德电气光储直柔技术方案，相信可为读者提供光储直柔示范案例。开启新型建筑电气系统新篇章序言2双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察1.1 发展光储直柔的必要性与价值1.1.1 政策支持2021 年 10 月 24 日，中共中央、国务院发布的 关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见 指出：到 2060 年我国的非化石能源比重达 80%以上，并着重指出大力发展低碳建筑，深化可再生能源建筑应用；2021 年 10 月 26 日，国务院印发 2030 年前碳达峰行动方案提出：要加快优化建筑用能结构，提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。到 2025 年，城镇建筑可再生能源替代率达到 8%，新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到 50%，为“光储直柔”建筑的发展目标指明了方向。2021 年 12 月 31 日，工信部等五部门联合发布 智能光伏产业 创新发展行动计划(2021-2025 年)提出：发展智能光伏建筑，在有条件的城镇和农村地区，统筹推进居民屋面智能光伏系统，鼓励新建政府投资公益性建筑推广太阳能屋顶系统，开展以智能光伏系统为核心，以储能、建筑电力需求响应等新技术为载体区域级光伏分布式应用示范；提高建筑智能光伏应用水平，积极开展光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑建设示范，进一步细化了“光储直柔”建筑发展的技术路径。2022 年 3月1日，住房和城乡建设部“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划提出：“十四五”累计新增建筑光伏装机容量 0.5 亿千瓦；建设以“光储直柔”为特征的新型建筑电力系统，发展柔性用电建筑；在满足用户用电需求的前提下，打包可调、可控用电负荷，形成区域建筑虚拟电厂，整体参与电力需求响应及电力市场化交易，提高建筑用电效率，降低用电成本。国家各部委出台的相关政策对发展建筑“光储直柔”系统、建筑侧需求响应、建筑层面的储能利用、建筑光伏利用等均提供了有利条件，这些政策支持为“光储直柔”建筑的推广应用提供了重要支撑，也对合理构建“光储直柔”系统、开发系统关键设备、开展工程应用等提出了具体要求1。1.1.2 能源安全,稳定，高效，可持续性中国是世界上最大的能源消费国之一，但能源供应依赖程度较高，尤其对化石能源的依赖较大。发展光储直柔技术可以降低对进口能源的依赖，提高能源供应的安全性，同时推动能源结构向可再生能源转型，实现能源的可持续发展。光储直柔技术可以提高能源转换效率和利用率，降低能源浪费。光伏发电可以在阳光充足的时候大量发电，储能技术可以将多余的电能储存，柔性电网技术可以根据需求进行能量调配，减少能源浪费。这有助于减少温室气体排放，应对气候变化问题。光储直柔技术可以提高电网的稳定性和抗干扰能力。储能技术可以平衡电网负荷波动，解决因光伏发电的间歇性带来的电网不稳定问题，从而保障能源供应的稳定性。1.2 光储直柔的战略发展目标“光储直柔”（photovoltaics,energy storage,direct current and flexibility,PEDF）是指通过光伏等可再生能源发电、储能、直流配电和柔性用能来构建适应碳中和目标需求的新型建筑配电系统（或称建筑能源系统）。1.1.3 发展潜力巨大的太阳能资源：中国地域广阔，太阳能资源丰富，适宜大规模发展光伏发电。光伏发电可以利用分布式的方式在城市和农村实现能源生产，满足不同地区的能源需求。技术创新和产业升级：光储直柔技术的发展需要涉及光伏发电、储能和智能电网等多个领域的技术创新。中国政府大力支持清洁能源技术研发和产业升级，为光储直柔技术的发展提供了良好的政策环境和市场前景。电力市场改革：中国正在进行电力市场改革，推动能源市场逐步实现市场化运作。光储直柔技术的发展可以促进电力市场的竞争，提高市场效率，同时为用户提供更加稳定和可靠的电力供应。国际合作与影响力：中国在清洁能源领域的发展已经获得国际认可，发展光储直柔技术可以增强中国在国际能源领域的影响力，促进国际合作，共同应对全球能源和环境挑战。综上所述，光储直柔技术在中国的发展具有明显的必要性，其对于推动能源转型、提升能源供应的安全性和稳定性，减少能源浪费和排放有着关键作用；同时光储直柔技术也具备巨大的发展潜力，是中国清洁能源领域的重要支柱之一。屋顶光伏直流建筑储能系统充电桩屋顶光伏储直柔直流设备光45机 遇光储直柔与电力交互注 1 数据来自：中国建筑节能协会光储直柔专业委员会，“建筑光储直柔技术与工程案例”，2023,6（01）利用建筑表面敷设光伏板、充分利用建筑作为光伏等可再生能源的生产者是实现建筑低碳发展的重要途径；储能是实现建筑能量蓄存、调节的重要手段，需要建筑层面整体考虑储能方式，包括建筑周围停靠的电动车等都可以作为有效的储能资源；直流化是实现建筑内光伏高效利用、高效机电设备产品利用的重要途径，系统内设备通过 DC/DC（直流）变换器连接到直流母线，在建筑内打造出直流配电系统；“光储直柔”建筑的最终目标是实现建筑整体柔性用能，使得建筑从传统能源系统中仅是负载转变为未来整个能源系统中具有可再生能源生产、自身用能、能量调蓄功能“三位一体”的复合体，也是建筑面向未来低碳能源系统构建要求应当发挥的重要功能2。1.2.1“光”太阳能光伏发电是未来主要的可再生电源之一，而体量巨大的建筑外表面是发展分布式光伏的空间资源。2018 年建筑面积超过 600 亿 m2，屋顶面积超过 100 亿 m2，估计可安装超过 800 GW的屋顶光伏，年发电量超 8000 亿 kWh。因此，把太阳能的利用纳入建筑的总体设计，把太阳能设施作为建筑的一部分，把建筑、技术和美学融为一体，是未来建筑和能源系统的融合发展趋势。光伏组件成本的快速下降使得光伏建筑一体化变得更加可行。与 10 年前相比，晶体硅光伏组件的效率提升了 6%，2018 年已有超 20%效率的产品实现商业化；同期光伏组件价格降低了 94%，2018 年已不到 2 元/Wp。而且与光伏电站相比，建筑光伏通过与建筑设计、施工同时进行，又或安装在已有建筑屋面上，可以节省土地租赁等一系列建设维护费用，比集中式光伏电站更具经济优势。在新材料方面，碲化镉、铜铟镓硒等新型光伏电池技术在国内外也正处于快速发展阶段，未来光伏的转换效率和经济性有望进一步突破。考虑到低碳发展机遇和技术拐点的即将到来，未来光伏将会越来越多地应用在建筑中，并且成为建筑的重要组成部分。光伏建筑兼具绿色、经济、节能、时尚等优势3。1.2.2“储”在未来的电力系统中，储能是不可或缺的组成部分。电池储能技术具有响应速度快、效率高、安装维护要求低等优点，是电力系统的灵活性资源和备用电源。截至 2018 年，我国已投运的电化学储能项目规模达 107 万 kWh。有研究预测我国 2050 年的电化学储能容量有望达到 3.2 亿 kWh。电力系统的储能需求不只来自于电源侧和电网侧，负荷侧同样需要储能。而在建筑中应用的储能属于表后储能（behind-the-meter energy storage），是指在用户所在场地建设，接入用户内部配电网，以用户内部配电网系统平衡调节为特征，通过物理储能、电化学电池或电磁能量存储介质进行可循环电能存储、转换及释放的设备系统。随着分布式光伏和电动汽车与建筑配用电系统的融合发展，储能有利于提高建筑 配用电系统的可靠性，同时允许建筑以虚拟电厂的角色参与电力系统的辅助服务。未来储能电池技术呈现出成本降低和收益增加的趋势，因此未来建筑对于储能电池的需求会越来越大。成本上得益于电动汽车和电源电网侧储能的快速发展，储能电池的成本在近年快速降低。例如目前磷酸铁锂电池的初投资价格已经低 1.5 元/Wh，考虑使用寿命和效率后的单位度电储存成本已经低于 0.7 元/kWh。目前很多城市的电力峰谷差已经高于 0.8 元/kWh，特别是随着灵活性资源逐渐稀缺，未来电价峰谷差逐渐拉大，电池储能的收益会逐渐增加。经济性会成为建筑储能市场化发展的驱动力。建筑储能技术目前还处于初期发展阶段，真正将储能配置在建筑内部的项目还比较少。从电动汽车和电网储能借鉴来的电池设计和管理技术也需要与建筑场景的特殊需求相结合，例如更多考虑建筑电池的热安全问题。锂离子电池对温度非常敏感，其最佳工作温度范围为 20 40，在该范围内电池的工作性能较好，安全性能良好，可使用循环次数也相对较高。北京市颁布的 用户侧储能系统建设运行规范 中要求控制在 0 45。因此，电池布置如何与建筑设计结合保证电池散热，电池控制如何与建筑负荷特性匹配防止过热事故发生都是储能电池应用于建筑场景所必须解决的关键问题4。建 筑建筑本体围护结构蓄电池电动车电力扫地机带蓄电设备电器冷热水蓄冷冰蓄冷蓄热水罐相变材料数据来源：建筑光储直柔技术与工程案例建筑中可供利用的蓄能资源200022005000400060007000800090000 0Pp%分布式光伏新增装机容量(万千瓦)集中式光伏新增装机容量(万千瓦)分布式新增占比(%右轴)分布式能源装机配图数据来源：能源局6双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察7机 遇光储直柔与电力交互注 2 数据来自：中国光储直柔建筑战略发展路径研究项目组，中国光储直柔建筑战略发展路径研究 系列报告。注 3 数据来自：李雨桐,郝斌,童亦斌,赵宇明,陆元元.民用建筑直流配电设计标准 解读 J.建筑电气,2022,41(07):25-32.注 4 数据来自：李雨桐,郝斌,童亦斌,赵宇明,陆元元.民用建筑直流配电设计标准 解读 J.建筑电气,2022,41(07):25-32.81.2.3“直”随着建筑中电源和负载的直流化程度越来越高，未来直流配电的应用场景将更为广泛。电源侧的分布式光伏、储能电池等普遍输出直流电。用电设备中传统照明灯具正逐渐被 LED 替代，空调、水泵等电机设备也更多考虑变频的需求，此外还有各式各样的数字设备，都是直流负载。建筑内部改用直流配用电网，可以取消直流设备与配电网之间的交直变换环节，同时放开配用电系统对电压和频率的限制，从而展现出能效提升、可靠性提高、变换器成本降低、设备并离网和电力平衡控制更加简单等诸多优势。在建筑入口处设有 AC/DC 整流器，其将外电网的交流电整流为直流电为建筑供电，或者在建筑电力富余时将直流电逆变为交流电对外电网供电。而建筑内部通过直流电配电网与所有电源和电器（设备）连接。当电源或电器（设备）的电压等级与配电网电压等级不同时，需设置 DC/DC 变换器。随着直流建筑研究和示范项目的积累，相关国际标准组织也已开展直流系统的标准化工作。例如国际电工委员会（IEC）于 2009 年正式启动了低压直流相关标准化工作，先后成立了低压直流配电系统战略组（IEC/SMB/SG4）、低压直流配电系统评估组（IEC/SEG4），并于 2017 年成立了低压直流及其电力应用系统委员会（IEC SyC LVDC）。2018 年 6 月，德国电气工程、电子和信息技术行业标准化组织（DKE）发布了“德国低压直流标准化路线图”。2018 年 11月，IEEE-PES 成立了直流电力系统技术委员会，旨在 搭建直流电力系统技术领域的国际信息互通平台，推动直流电力系统技术领域的快速健康发展，促进直流电力系统技术以及产业的支撑配套。未来随着“光”和“储”在建筑中的应用，低压直流配电技术将在建筑中得到持续关注和研究；同时随着标准的建立和更多家电设备企业的参与，建筑低压直流配电的生态环境也会逐渐成型。中国建筑节能协会光储直柔专委会发布的 直流建筑发展路线图 2020 2030 中预测直流配用电技术将拉动每年 7000 亿元的市场规模5。1.2.4“柔”建筑设备往往具有可中断、可调节的特性。例如空调和供热系统可以利用建筑围护结构的蓄热特性和人对温度波动的适应性来进行短期负荷功率调节，为电力系统提供一定程度的灵活性；洗衣机、洗碗机等也都具有延时启动、错峰工作的功能。寻找建筑用户体验和电网灵活性需求二者之间的平衡，建筑设备的可调节性也能够为电力系统所用，成为一种潜在的灵活性资源。事实上，建筑设备的灵活性已经受到国内外学者的广泛关注，例如 IEA EBC 的 Annex 67 项目就围绕建筑柔性用能开展了一系列研究，包括用户调节意愿调研、控制策略优化、设备调节效益分析、可调节程度评价等。然而，由于缺乏有效的激励机制，目前的需求响应技术还主要停留在理论研究和模拟仿真阶段，实际工程应用较少。未来电力市场化改革的深入推进可能会调动起建筑设备柔性调节的积极性，一方面用户参与电力市场交易的门槛会越来越低，参与其中的建筑用户会越来越多；另一方面电网辅助服务市场、电力容量市场逐步开放，建筑设备柔性调节的收益更加多样6。数据来源：SolarPower EuropeTimekW储能的灵活性调节9双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察机 遇光储直柔与电力交互注 5 王昊晴,刘宁,马钊,段青.面向安全可靠用电需求的“光储直柔”直流建筑标准体系研究 J.供用电,2022,39(08):15-20 57.注 6 直流建筑发展路线图 2020-2030()J.建筑节能(中英文),2021,49(08):1-10.10 探 索光储直柔发展中面临的挑战2 2.1 光储直柔的市场及商业价值新型电力系统架构下，从包含分布式电源的复杂供电系统及其关键设备的能量效率、建设成本、及系统用电安全和电能质量等众多角度，同时对实际工程的“投资-收益”分析的指标、方法和相关工具上都亟待更多的数据支撑及系统性的闭环分析。此外，“光储直柔”系统技术上已经形成一定的成熟度，但整体上还处于试点、起步阶段，在光伏与建筑设计融合度、电化学储能安全隐患、柔性用电技术成熟度等方面仍然存在局限性，距离达到大规模推广应用的技术条件还有一定的差距。“光储直柔”不能“跑偏”，如果只有“光储直”，没有柔性控制，那么储能利用效率就不会太高，整个项目的性价比也会大打折扣。与此同时，随着电力市场化改革的深入，电力中长期市场、电力现货市场、辅助服务市场等等越发多元的电力价格体系，使得电力这种未来能源体系的价格波动不断增加。再加之新能源自身消纳的价格与上网的价格、储能系统运营的价格和柔性负荷参与市场的收益价格，使得整体的能源价格体系复杂度急剧提升，这不仅对原有简单配网体系下的能源价格管理方式提出了巨大挑战，对于光储直柔系统的柔性互动综合经济性也同样如此。第三，当逐渐增加的新能源渗透率对配网运行提出挑战的同时，电网运行和电力市场也提出了与市场参与、需求响应等的网荷互通需求，而且即使是在配网内部，不同源荷之前的变动对于配网运行策略也提出了不同的调整，如何进行自身需量的管理，如何应对不同系统间的调整对自身整体配网运行的影响等挑战。综合以上来看，一个先进的柔性控制技术必备成熟完善的系统可行性规划和基于人工智能技术的预测调优控制技术7。2.2 分布式电能并网带来的谐波太阳能光伏电池、燃料电池等分布式能源，其输出电压是直流电，当前仍然有大量的分布式能源通过逆变器等电力电子设备将直流电转换为交流电并入配电系统。这些变流器是通过电力电子器件的频繁开通与关断来实现电力变换功能，其输入输出关系具有明显的非线性特征，产生一系列的谐波分量，对交流侧的电能质量带来较大影响。开关频率附近的谐波分量幅度较大，也是优先需要重视的谐波分量。除分布式能源以外，负载侧的变频器、电动车充电器、照明驱动器等器件的安装均呈增加趋势，此类负载均需要作为谐波源在交流微网的系统规划时考虑完善。而在光储直柔的接入系统中，由于系统内大量光伏、储能、电力电子负载均在直流侧汇集，在其交流出口的谐波状况应优于全部交流接入的微网系统。但考虑到当前的直流负载体量有限，仍然有部分光伏、储能在交流层面接入，整体系统的电能质量仍需着重考虑。从上游的交流系统角度看，光储直柔仍然作为一个可控电力电子负载存在。当整体配电系统的谐波超标时，将产生以下危害：线路损耗增加及供电质量变坏。大量谐波注入电网，使电网的电压电流波形发生畸变，供电质量变坏。对电气设备产生不良的影响。增加了变压器的铜耗及铁耗，铜耗与铁耗与电流频率的平方成正比，谐波电流使变压器损耗增加、且发热严重，不但降低了输出容量，还使运行噪声增加。谐波与弱电设备产生不良影响。影响计算机、通信、有线电视、楼宇自动化等弱电设备的正常工作。谐波降低系统电能的波形质量，威胁系统和用电设备的安全稳定的运行。为了保证电力系统的电能质量，要对分布式发电及电力电子负载合并产生的谐波进行抑制。一旦注入电网的谐波超出GB14549 中所要求的限值，需要设计相应的谐波抑制措施。探 索光储直柔发展中面临的挑战11注 7 数据来自：中国建筑节能协会光储直柔专业委员会，“建筑光储直柔技术与工程案例”，2023,6（01）12双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察在。当整体配电系统的谐波超标时，将产生以下危害：线路损耗增加及供电质量变坏。大量谐波注入电网，使电网的电压电流波形发生畸变，供电质量变坏。对电气设备产生不良的影响。增加了变压器的铜耗及铁耗，铜耗与铁耗与电流频率的平方成正比，谐波电流使变压器损耗增加、且发热严重，不但降低了输出容量，还使运行噪声增加。谐波与弱电设备产生不良影响。影响计算机、通信、有线电视、楼宇自动化等弱电设备的正常工作。谐波降低系统电能的波形质量，威胁系统和用电设备的安全稳定的运行。为了保证电力系统的电能质量，要对分布式发电及电力电子负载合并产生的谐波进行抑制。一旦注入电网的谐波超出GB14549 中所要求的限值，需要设计相应的谐波抑制措施。2.3 缺乏光储直柔的整体技术标准体系“光储直柔”技术作为面向民用建筑，尤其是公共建筑的新技术，规模化的推广和应用必须依靠完备的技术标准体系，明确设计、设备、控制、保护、调试、维护等各个环节的技术要求和标准化流程，进而有效和规范地指导“光储直柔”项目全环节的实施。此外，“光储直柔”技术对其他行业的新型电力系统发展也有一定的影响。目前，国内外已经编制和发布了一系列与“光储直柔”系统相关的技术标准，能源基金会也组织国内专家梳理了“光储直柔”技术标准体系。但是，从实用化和指导性的角度来看，现阶段的技术标准还存在不少问题。现有的标准无法覆盖“光储直柔”系统应用全环节的实施需求，更缺乏系统典型设计、安装调试、维护要求等与工程实施相关的标准等8。13探 索光储直柔发展中面临的挑战2.4 缺乏对柔性负载的全生命周期的整体控制建筑业终端碳排放占全国碳排放总量的 50%，公共建筑面积仅占建筑面积的 19%，其能耗占比却高达 38%。其中，暖通空调系统（HVAC）能耗占比大于 45%，在医院、酒店、商业建筑等不同种类建筑中，暖通空调系统部分能耗占比甚至更高。作为建筑用能柔性的重要组成部分，暖通空调负载的管理及其柔性体现需要更高的全局视角。建筑空调能耗高的关键在于缺少对空调全系统生命周期的整体把握，目前主要体现在三个方面的问题：一是规划执行割裂，各个环节的厂商不同，单项目各自管理，不仅沟通成本高，而且结果与预期差距很大；二是楼控系统失准，数据失真、缺损，缺乏分项计量，能耗不明，表计安装位置欠考量；三是虽然 AI 软件推出了解决建议，但缺乏专业人员与物业运维人员交流，产生大量无效或无法执行的建议。用户从传统的能源消费者向生产者、交易参与者、聚合者的多元角色转型，用户将面临如何最大化的利用自身建设的新能源发电资源-光，如何调节和使用自身的可以利用资源-储和柔，如何应对更加多样化、随机性更强的配网体系-直。如何从全局的视角去规划和管理优化此类微网系统的优化运行将成为所有工商业用电企业的挑战。注 8 数据来自：中国建筑节能协会光储直柔专业委员会，“建筑光储直柔技术与工程案例”，2023,6（01）路 径助力实现高效用能与清洁低碳3 3.1 系统可行性规划-MGDT为光储直柔规划投资规避风险施耐德电气的 MGDT(MicroGrid Design Tool)可提供清晰的光储微网系统投资的成本和收益报告。施耐德电气作为能源管理领域全球头部企业，已成功设计、建造和维护了 800 多个先进的微电网控制项目。我们将行业专家知识带入每个执行的可行性研究，包含：MDGT 微电网规划工具助力高效、准确地设计相应光伏、储能的额定容量及系统投资回报率，适配业务需求。从系统规划的层面来说（包含系统装机容量的制定、光伏的产出曲线及负荷曲线等等），光储直柔与交流微网的规划是类同的。光储直柔系统相关的分布式光伏、储能、交直流转换系统、充电桩、柔性负荷等基础设施将会是长期投资，需要对前期成本投入以及可以达成的能源服务目标做出良好的综合判断。a)能源设施的运营需求。b)与电网互联的关键调控技术。c)与市场协同相关的激励措施。d)公司的财务目标和约束。e)现有能源设施有效利用率分析。f)关键性负荷分类。电网费率分析负荷能耗分析合理建议分布式能源（容量）储能策略规划交直流配电系统仿真路 径助力实现高效用能与清洁低碳15在面对越发复杂分布式系统的规划建设场景，利用 MGDT 微网规划工具在设计阶段依据项目的自然资源条件、负荷分布条件、电力系统结构、土地建筑条件、各种能源的价格体系与电网接入方式等关键信息最优化的生成整体微网各类关键要素的设计容量和运行模式等。可以实现在项目规划设计阶段对投运后实际运营期间的经济性和回报率等有个前期的认知。16双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察输入站点地理位置光伏资源曲线输入用户负荷曲线输入用户分时电价.用户资料收集光伏储能容量设计设计结果展示配置光伏、发电机组及电池的类型/容量/成本/补贴输出光伏、机组设计容量微电网性能及经济性分析多能互补的能流模式3.2 系统预测调优控制 EMA 应用于光储直柔微网系统咨询顾问在新型配电系统的建设过程中，用户从传统的能源消费者向生产者、交易参与者、聚合者的多元角色转型。光储直柔系统是典型之一，但并不是唯一。着眼于整个配用电系统，交直流配用电将在长时间内并存（包括建筑光储直柔场景）。统一的配电系统监控、楼宇控制系统、以及再上一层的预测调优控制系统（EcoStruxure Microgrid Advisor）才能实现综合用户价值。从用户的角度来看，我们将聚焦两个方面 供电安全与经济用能。能源转型为用户带来更多挑战：供电安全 波动性、随机性、间歇性的分布式新能源大量接入对供电系统的稳定平衡能力带来更多要求，增加了维持电力系统平衡稳定的难度；极端天气、夏季用电高峰持续考验电力供应保障，借助调优系统深入发掘用电侧的分布式新能源潜力，有序管理本地发用电平衡，有利于更好应对潜在停限电。微网顾问系统建筑楼宇控制电力 SCADA(交直混合）覆盖整体交流配电系统的预测调优控制暖通策略（冷机、风机运行调节）交流配电部分（可包含光储）交直变换AC/DCLVDC直流负荷DC/DC直流负荷DC/DC直流源DC/DC柔性负荷柔性负荷光储直流源DC/DC交流配电变压器光储直接柔部分荷光储MVLVACEMAPOEBO路 径助力实现高效用能与清洁低碳1718能源转型为用户带来更多机遇：经济用能 峰谷电价政策带来更大获利空间：峰谷价电差达 0.7 元/kWh 以上省区有 23 个，储能峰谷套利空间明显。通过调优控制系统智慧储能控制策略进一步挖掘经济价值。增容扛峰需求日益提高：越来越多的充电桩等负荷接入导致用电量增大，带来增容需求，传统供电局静态扩容周期较长，成本较高；通过接入调优控制系统控制“交直流转换设备 储能 柔性负荷 并网设备“，实现动态增容可有效降低增容成本，缩短增容周期。灵活多变的电价机制与电力市场改革：用户可聚合能源资产，提升能效水平的同时，参与需求响应、辅助服务获取补贴或参与市场交易获利。面向更加灵活多变的电价机制，用户需要及时可靠的用户侧分布式能源管理解决方案，更好快速应对电力市场的活跃变化。柔性负荷调节潜力巨大：调优控制系统可进一步聚合挖掘充电桩、储能系统、楼宇空调等可实时调节的柔性负荷资源，提高新能源的本地消纳率和用电能效。现货市场模式现货价格大幅波动需求用电侧用能精细化电网企业发电厂调峰调频电厂负荷调整需求上报需求侧响应需求侧上报分布式电源及储能售电公司交易中心电力用户 新型配电系统（包括光储直柔）及新能源发电的混合系统往往依托大量电力电子设备，需要关注多种电能质量问题，易造成用电设备过度损耗。通过可靠成熟的电能质量分析优化，保障系统关键节点的电压、频率、畸变率，有利于延长用电设备的使用寿命与维护用电安全。055101520%Magnitude vs Harmonic OrderSpectrum540455055Print发用电波动性配图00:0004:0008:0012:0016:0020:0024:00时 刻阴雨天晴天多云天气有功功率/MW0.20.40.60.8浙江上海广西四川河北海南天津广东湖南吉林重庆山东辽宁北京江苏江西山西河南安徽贵州冀北黑龙江新疆陕西内蒙古东部云南福建 厦门等青海宁夏甘肃内蒙古蒙西0.000.200.400.600.801.001.201.402023 年 4 月各地最大峰谷电价差19双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳20施耐德电气 EMA(EcoStruxure Microgrid Advisor)微网顾问系统，基于人工智能技术的预测调优控制技术,从整体配电用能的角度，实现以下具体功能价值：1.经济性调优，减少用能支出2.供给可靠电能，提高系统弹性3.绿色低碳用电，优化碳足迹4.电网友好交互，赋能能源资产功能价值 1-经济性调优，减少用能支出 削峰填谷，优化整体用电成本；多费率电费控制，降低能耗；储能与柔性负荷智慧调度实现动态增容功能用例：功能价值 2-供给可靠电能，提高系统弹性 系统与电网接入/断开自动切换，保障供电连续性 平衡供电与负荷，确保电力系统稳定 供电能力不足，优先保障关键负荷功能价值 3-绿色低碳用电，优化碳足迹 最大化新能源发电量占比，提高生产生活的低碳化程度 优化碳足迹，提供充足可靠的低碳零碳能源 助力建设示范性零碳工厂、楼宇、园区光储直柔系统落地功能用例：利用日间光伏消纳后剩余电量为储能充电功能价值 4-电网友好交互，赋能能源资产 快速应对电力市场活跃变化，积极响应电价政策变化与电力市场改革；聚合能源资产，挖掘能源资产收益，获得补贴收益或参与市场交易获利；基于平台的需求响应避免了用户履约程度低、维护人员经验不足问题。功能用例：接入需求响应平台后，可响应并自动执行需求响应要求，借助柔性负荷或储能系统减少系统负荷。综能系统实时监视与分析预测：通过对历史数据的分析和积累，对未来一段时间的本地耗电量，发电量，以及碳排放量进行预测。微电网系统优化调度：基于对未来的预测以及对天气气象信息的收集,制定储能充放策略，实现电费优化管理,与智慧楼宇管理,电能管理,智能配电等系统协同。使用户电力供需比的达到最优，提供经济可靠的功能。能源经营数据可视化：通过一目了然的数据概览，了解能源运营的财务收支、能碳指标与实时能源流向情况。21双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳22除此之外，施耐德电气基于 EcoStruxureTM架构体系，通过数字化工具提供高度集成化、可快速部署的能源中心 ECC(Energy Control Center)，大幅优化整套微网体系核心的建设安装空间。在该能源控制中心内，我们将微网运营优化调度有所依赖的关键要素都囊括在内，使客户能够直接实现从接入、运行、监测、预测、优化、调度控制等通过一套 ECC 轻松实现，并打通云端应用-边缘计算-终端控制的所有设备集成。3.3 建筑设备管理系统(BMS)协同构建柔性负载在建筑或园区中，柔性用能的体现可能会关联 BMS(Building Management System)系统。其中暖通空调 HVAC 系统控制环境指标（温度、湿度、空气流量及空气过滤），同时也具备一定的柔性潜力。施耐德电气定义并很好地理解该系统与外部 BMS 系统的相互作用，以实施为满足微网 EMA 要求（前文描述）而必须进行的任何修改，这对真正实现更高的实际用能柔性非常重要。暖通空调系统必须满足包含公众建筑物通常的使用标准，并且必须满足这些标准，独立于外部系统所建议的优化，比如对接待公众的区域进行通风的任务。对于建筑 HVAC 系统来说有如下要点：功能模式：一般来说，有 2 或 3 种功能模式。夏季（制冷）冬季（供暖）混合（同时制冷和供暖）占用模式和温度：一般来说，有 4 种占用模式，其设置取决于功能模式。未占用（15/35C）节能占用（17/30C）正常占用(20/26C)停止。暖通空调系统停机，以实现限产占用模式的切换是根据每小时的计划或由内部或外部的逻辑命令完成的。根据暖通空调系统的情况，非占用模式可以与停止模式合并。根据温度设置，用户可以通过应用设定点偏移（3）进行调整。暖通空调系统通常由外部系统（即 EMA）控制，也可以是自主的（独立的 BMS）。温度测点：通过温度传感器控制。温度传感器安装在每个区域内以确保正确的调节 同时也要安装一个通用的外部温度传感器多区域多区域是对一组区域分别应用不同的命令的能力，使用同一套 HVAC 系统管理几个区域，如一栋楼的几个楼层。不同的占用日历可以专门与每个区相关联。每个 EMA 指令都有如下格式，如果有多个区，每个区都会有自己的三联表段：开始时间ANSL 模式温差设定点区域 _1(偏移_ 开始;偏移_ 结束;ANLS 转换模式)区域 _x(偏移_ 计时开始;偏移_ 计时结束;ANLS 转换模式)结束时间其中 ANLS：积蓄指令(A)正常指令(N)低功耗指令(L)睡眠指令(S)当考虑暖通空调 HVAC 系统在微电网中的协同管理时，则需要遵循以下原则与设置：电费管理和最佳启动/停止原则首先确定最佳启动和最佳停止时间，目的是保证用户的舒适度参数。第二则是电费管理，目的是根据费率特性节省电费。可采用“启发式算法”产生温度设定值。优化的约束条件则是场地的占用计划和场地的舒适度。在占用期间，可通过室内最低温度、室内最高温度和温度的偏差/漂移来管理舒适度。23双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳24暖通空调管理模块的输出则是：电价管理和未来 24 小时的最佳启动/停止指令 未来 24 小时的室内温度预测 未来 24 小时的耗电量预测暖通空调使用模式在调试期过后，暖通空调管理模块可以在不同的模式下使用。供暖模式：在寒冷天气期间设置，舒适管理的临界温度是室内最冷临界温度 制冷模式：在温暖天气期间设置，舒适管理的临界温度是室内最热临界温度 供暖和制冷模式：此模式在供暖模式和制冷模式之间的过渡时期设置。在此模式下，最冷临界温度与最热临界温度都是管理舒适度的关键温度 无人模式或关闭：建筑物内没有住户，室内临界温度特定，称为无人模式最佳的启动/停止优化微网 EMA 根据不同区域的占用规划来优化 HVAC 的启动和停止顺序。该优化包括：尽可能晚地启动 HVAC 系统，同时观察用户到来时室内温度是否高于“优化启动设定的不舒适温度”。然后尽可能早地停止 HVAC 系统，同时观察室内温度是否高于“优化停止设定的不适温度”或“优化停止设定的偏差温度”，直到用户离开建筑物。在最佳启动期间，向BMS发送舒适指令。在优化启动前和优化停止后，向BMS发送睡眠指令。电价管理优化微网 EMA 随时计算一个温差设定点，该设定点应该应覆盖建筑管理系统的默认设定点，以考虑现场的费率结构。这种优化包括：在价格高峰期之前积累能量（冬季供暖或夏季制冷）：在价格高峰期之前，发送一个蓄积命令。在价格高峰期尽量减少能源：向 BMS 发送 节能 命令。在非高峰期和正常电费期间，向 BMS 发送舒适指令。所有优化均在以下约束条件下进行：在每个峰值价格结束前，确保室内不会达到临界温度。保证在高峰价格期间，室内漂移温度高于临界偏差。3.4 配电系统设计 ETAP 谐波计算优化系统电能质量如上文所述，在新型配电系统中，除分布式能源以外，负载侧的变频器、电动车充电器、照明驱动器等器件的安装均呈增加趋势，此类负载均需要作为谐波源在交流微网的系统规划时考虑完善。而在光储直柔的接入系统中，由于系统内大量光伏、储能、电力电子负载均在直流侧汇集，在其交流出口的谐波状况应优于全部交流接入的微网系统。但考虑到当前的直流负载体量有限，仍然有部分光伏、储能在交流层面接入，整体系统的电能质量仍需着重考虑。从上游的交流系统角度看，光储直柔仍然作为一个可控电力电子负载存在。以下 demo 案例中，利用 ETAP 谐波分析简述了交流微网与交直流混合型微网中谐波影响程度的不同。此模型中谐波源包含在交流微网中常见的光伏逆变器、充电桩、照明驱动器及变频器。通过整流、逆变等环节，在低压配电母线 380V 系统注入谐波，以评估在低压配电侧的总谐波畸变率。模型中各类谐波数据可取自 ETAP 模型库（也可手动定制输入）。055101520%Magnitude vs Harmonic OrderSpectrum540455055Print-100-5000.20.40.60.8150100%Magnitude vs CycleWace FromPrint25双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳26如下第二幅图中的谐波源由于光储直柔系统的接入，大部分光伏、充电桩、照明、变频负载谐波源由光储直柔的接入变换器替代。结果显示有利于系统谐波的降低。但在实际项目当中，其余的交流逆变器及驱动器接入仍然需要统一系统评估。当整体交流配电系统的谐波超限时，需要实施相应的谐波抑制措施。谐波抑制主要为两方面：一是抑制谐波电流发生量（减少分布式电源谐波输出）；二是谐波源附近将谐波电流就近吸收或抵消（加装电力滤波器）。在 ETAP 设计软件中可以对无源滤波器进行建模，例如单调谐滤波器、高通滤波器等；也可设置有源滤波器 APF（一种用于动态无功补偿和谐波抑制的电力电子补偿器）。使用 ETAP 软件，可以合理设计由于大量电力电子设备涌现的交直流耦合系统电能质量治理，做到有据可依，避免滤波设计容量不足或是浪费。可以有效地降低畸变度，提高电能质量，降低系统损耗。3.5 光储直柔系统 DC Systems 解决方案3.5.1 关于 Current OS 协议施耐德电气的 DC Systems 提供了一套基于 Current OS 的直流微网系统解决方案。Current OS协议是一种创新的直流配电系统解决方案，充分结合直流电与电力电子的特点，构建更为简单、安全且经济的直流微电网：Current OS 协议化解针对直流配电的常见质疑，并充分利用直流电的固有特性，保证人员与资产的高度安全。Current OS 协议定义了能源管理规则，以使微电网便于控制。该协议也支持微电网的寻利行为，充分利用可用电气资源，并按照优先级驱动负载。Current OS 为电气系统进行软件交互定义了通信模型。尽管如此，Current OS 微电网的固有结构足以灵活应对各种通信损失与网络攻击。借助 Current OS 协议可以实现更高的安全水平，其中包含下列内容：Current OS 定义了不同等级的电气保护区域，以促进运维人员理解系统、清晰风险等级、熟悉操作注意事项。该协议规定了电路连接、预充电和断开连接时的电流特性，以便实现黑启动且避免系统误跳。该协议定义了检测短路故障、接地漏电故障、串联电弧故障的脱扣准则，并保障双向选择性。该协议定义了安全线功能，该功能用于在维护时对微电网部分进行安全断电。Current OS 协议定义了针对所有连接设备的电磁兼容性要求。直流微网能源管理在电路层级进行分布，以实现最高的韧性和最有利的工作模式。Current OS 协议定义了直流系统工作电压区间与限值。该协议规定了电路的电压响应以及电压相关的优先级服务，可以通过开关阈值或线性调整电路的功耗/供电来实现。该协议规定了如何校准设备，如何补偿线路损耗及线路电压降落。该协议阐释了如何在初始设置外影响负载与电源特性。27双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳283.5.2 安全第一！直流电通常会让人们感到畏惧。运营交直流混合配电/直流应用的电工人员往往会在最危险的部件上面对直流：电池室、太阳能电池板阵列。在这些区域中持续存在电压，且很难断电（因为电池带有负载，或者太阳光照射），且很难阻断短路故障。当直流配电系统使用传统的机电断路器或熔断器进行保护时，有可能遇到许多问题：难以分断短路电流 在断开连接或位于母线时产生电弧，导致严重后果。难以保障选择性。电源与负载电容可能会导致所有保护同时失效。熔断器与通用断路器只能管理有限的线路长度，否则可能会被毁坏。换而言之，由于短路电流特性与机电技术的限制，直流易产生诸多问题，所以只能选择交流。这也是直流配用电直到最近才开始兴起的原因。而固体技术、超低故障能量及快速分断是应对新型电力系统发展，并支持新一代架构优化的有效解决办法。根据安全类型、电压水平和段内最大电流，阐明直流电的风险并定义电气保护区域对于习惯了交流配电的设计运维人员来说至关重要。3.5.3 保护区域划分电气装置的风险通常决定于其安全类型、电压水平和段内最大电流。直流微网装置可能具有特定的风险。根据电池储能与装置在某一点的供电情况，可以对危险和非危险装置部件进行分类。对直流微网装置，从区域 0（最高危险区）到区域 4（最低危险区）确定了五个不同的风险等级。以下是对这些区域的定义：区域 0-无保护源在这个区域，存在着具有高功率的自主电源。这个区域包括电池（多组电池或大容量电池）、公共电网和大型光伏装置。可能存在极高过电流可能有多个电源区域 1-具有较高短路能量的受保护源在这个区域，来自区域 0 的电源若发生故障，下级的保护器件被动进行保护（如熔丝或断路器）。可能存在极高过电流可能有多个电源区域2-具有较低（受限）短路能量的受保护源在这个区域，电流受限超低电压（ELV）源（处于潮湿或湿润环境中电压 对于小型简单负载，通常采用最简单的响应类型。这些小负载的激活与停用不会威胁微电网的稳定性。其运行逻辑十分简单：若高于电压设置，则全功率运转 若低于电压设置，则停止运行 在其他一些情况下，这种“阈值”模式并不适用，而需要更平滑的响应：当负载功率对电网稳定性具有重大影响时 当负载可向功耗调整提供更大作用时在这种情况下，供过于求与供不应求模式之间可以实现平滑的过渡。通过每个电路的下垂响应，可以实现更趋于线性的过渡：使负载从全功率使用到零功率，然后再以线性方式返回。在斜坡两端的电压值是设定值，可以根据每个微电网案例进行调整。若为光伏（PV）等简单电源，系统可能会表现出相似的电压响应：电源将提供全功率，直至达到特定的最大电压。双向功率电路可以是电池储能系统，或是具有 V2G 功能的双向充电桩等负载。储能设备等双向功率电路配置一定的电压死区，系统在其中将处于非活动状态。在此“死区”之上，用于电池充电或反馈交流系统的功率将线性增加，直至达到标称充电功率。在此“死区”之下，从电池放电到直流电网或交流系统提供的功率将线性增加，直至达到标称供电功率。DC Systems 的分布式稳定性控制 将复杂性转移到组件，提高系统的简单性。无中央实时控制的自治系统：通过电压波动传达微电网的状态（能源可用性），以便根据优先级设置来匹配需求和供应。固有的网络安全性。在此稳定性之上，集中的调控策略仍然可以实现如前文所述的其他关联优化目标。3.5.6 DC Systems 直流微网核心产品3.5.6.1直流固态保护器DC Systems 直流微网系统中采用的保护装置称为固态保护器。这些设备工作于如前文所定义的区域 2 到区域 4 当中。由于固态开关技术的应用，它们可极速分断故障(96%保障直流电网的稳定性 交流电网的联动（电流源）支持并网、离网双运行模式DC Systems 的解决方案有助于减少新型电力系统对电网所需的投资。在高密度地区和高层建筑区域，光伏产量只能覆盖很小一部分电力消耗。但是，如果将微电网结合电池储能作为本地电气资源，可以使电网的电力需求更加稳定。此外，电池将在低负荷时段进行充电。这将有助于保持整片地区（包括附近街区）的电网正常运行，从而避免在街道上进行大规模的电缆和供电站升级工程。帮助建筑物减少耗能高峰，甚至可以通过微电网为高峰时段供电，最终将会减少全民电费负担。注：*其他相关产品/附件信息可垂询当地办事处3031双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳32DC Systems 的解决方案有助于减少新型电力系统对电网所需的投资。在高密度地区和高层建筑区域，光伏产量只能覆盖很小一部分电力消耗。但是，如果将微电网结合电池储能作为本地电气资源，可以使电网的电力需求更加稳定。此外，电池将在低负荷时段进行充电。这将有助于保持整片地区（包括附近街区）的电网正常运行，从而避免在街道上进行大规模的电缆和供电站升级工程。帮助建筑物减少耗能高峰，甚至可以通过微电网为高峰时段供电，最终将会减少全民电费负担。3.6 直流母线配电系统直流配电系统相比交流配电系统有许多优点，具有更高的效率和可靠性。因为直流系统中没有无功功率损耗和频率稳定问题，可以降低铜损耗，提高整体系统效率并改善电能质量。直流系统可以更轻松地集成可再生能源和储能系统，这有助于增加清洁能源的使用并提高系统的可靠性。在直流配电母线槽系统中，母线槽电流可以超过 10000Adc，电压可以达到 1500Vdc，相比380Vac 交流系统，同等规格的母线槽，采用直流系统能传输更大的功率。现有交流母线可以通过将交流母线的相邻或相隔的母排并接，形成两极的直流母线系统。如下图所示。母 线电流:2510000Adc 电压:1500Vdc插接箱电流:161200Adc 电压:750Vdc与交流配电系统不同，直流配电系统具有即插即用的特性，因为它不需要任何同步。直流配电系统更适配分布式光储直柔系统。在母线槽的干线及支线回路中通过插接箱进行插接，能灵活实现配电需求，通过在插接箱内安装对应变换器及控制单元，能有效实现交直流及直流之间的转换及控制，满足各种应用需求。基于系统实时功率及用电优先等级的需求，通过控制单元对末端电动车或电池柜的灵活控制及切换，实现源荷一体的功能，如下图某种典型直流应用所示。采用分布式母线槽直流配电系统，其相对集中式电缆直流配电系统，具有更简化的系统配置，更低的系统电压降，更灵活的调节功能及拓展性的功能。AC/DCDC/DC380Vac to 750Vdc 750V0V数据中心数据中心DC/DCDC/DCDC/DCDC/DCDC/ACDC/DCDC/DC充电桩储能柜光 伏直流电器直流负荷交流负荷33双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察路 径助力实现高效用能与清洁低碳施耐德电气武汉工厂-光储直柔示范基地在新型电力系统加速构建的背景下，电力系统新能源、电力电子设备高比例接入的“双高”特性日益突出，源网荷储一体化运行等因素给电力系统规划带来了新的挑战。因此，如何加强供需协同，成为了建设安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合新型电力系统的关键。作为双转型的践行者和赋能者，施耐德电气始终坚持立足客户需求持续创新，并基于全球实践，通过创新的解决方案，助力客户实现绿色化和数字化双转型，促进电力系统智能化升级。首先，部署清洁能源。武汉工厂在办公楼屋顶部署的光伏板，帮助实现新增照明、直流空调、充电桩等关键负载 100%的光伏绿电供给。第三，持续提升能源使用效率，充分挖掘节能减排潜力。DC Systems 将系统的复杂性转移到了组件级别，通过无中央实时控制的自主系统，帮助简化整个架构，通过简单的母线上的电压波动来传输微电网的用电供需状态，根据设备的优先级进行实时配置，并且通过控制储能电池的充电放电来满足系统的需求和响应。最终帮助整个工厂减少了 577 吨/年的碳排放（范围二），实现了年均13%的减碳目标。其次，构建直流系统。系统构成：电源设备、配电设备、用电设备、监控系统市电双向变换器柜AFE：基于IGBT 等全控型功率半导体器件和模块化多电平换流器的技术，具备灵活调节交流系统有功无功、潮流反转、快捷方便等特点 直流母线：直流母线是直流配电系统的关键环节之一，实现能量输送和分布式电源接入的功34 实 践SEMW光储直柔微电网示范基地4 35能，还承载着部分控制信息传递功能。在建筑应用场景下，母线拓扑选择树干式拓扑结构，形式简单、成本低，保护配合、故障定位相对容易。固态保护器：提供了极速的多重保护，特别是集成了 RCD 漏电保护与电弧保护，帮助实现s级关断；直流充电桩：功率控制和调制功率输出可以根据直流总线电压、电池 SoC、最大电池功率等进行动态调整。根据负载需求我们可以按需规划，即插即用，如果系统需要做后期的扩展，只要确保市电双向变换器功率足够的条件下，可以直接在直流母线上连接新增的负载，具备非常高的可扩展性。实 践SEMW光储直柔微电网示范基地36双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察第四，搭建数字化能源监控系统。数字化能源监控系统，是追踪产品或项目的全生命周期“碳足迹”，进行碳核查，以及获得能源使用数据的基础。施耐德电气武汉工厂通过安装各负荷侧的传感器，搭建数字化监控系统，实现能源数据的广泛采集、互联互通，以及各项能效指标的可视化管理，并通过大数据的监测和分析，实现各项能效指标持续改善。施耐德电气武汉工厂先后被评为国家级“绿色工厂”和发展中的“灯塔工厂”，为中国乃至全球的智慧工厂在数字化转型方面做出成功示范。而武汉光储直柔示范基地的正式落成，是我们在武汉发展的又一重要里程碑。未来，施耐德电气将持续以创新精神引领行业升级，积极推动光储直柔技术在建筑、工业和城市应用领域的广泛应用，为赋能新型电力系统建设贡献力量，助力中国各大产业加速迈向高效和可持续未来。37结语当前，构建以新能源为主体的新型电力系统已成为全行业的共识及努力方向。然而，由于新能源发电具有间歇性和不稳定性，传统的“源随荷动”模式已难以满足当前电力的消纳和调配需求，在此背景下，进一步挖掘用电侧的调节潜力变得至关重要。建筑能耗是中国能源消耗中的重要组成部分，受益于政策推动、光伏技术进步和需求增长，推动“光储直柔”技术和建筑工业融合、协同发展，打造绿色低碳建筑，是实现“双碳”目标的一大助力。新技术的广泛推广和规模化发展离不开政策、标准、产品等的协同推进和示范工程的应用验证，我们需要持续努力：推动激励机制和市场化政策的落地 推动相关标准完善和跨行业标准协同 推动直流配电设备和电器产品标准化和系列化，打通“光储直柔”应用的“最后一公里”在工程实践中不断打磨技术方案，推动技术应用价值的商业闭环，提升“光储直柔”技术应用的经济效益。道阻且长行则将至，让我们一起携手，立足客户需求，持续创新，助力客户实现绿色转型，促进电力系统智能化升级，为产业发展新格局注入源源不断的动力。双碳背景下新型电力系统的应用创新 “光储直柔”微电网洞察致谢39我们由衷感谢参与此次调研的行业专家及企业专家，感谢他们抽出宝贵时间与我们分享远见卓识。同时，也感谢施耐德电气内部战略团队、研发团队、行业团队及产品团队同事们的付出和努力。特别鸣谢：中国建筑节能协会光储直柔专业委员会 深圳市建筑科学研究院股份有限公司 华南理工大学建筑设计研究院有限公司-建筑设计三院 广东电力设计院 南方电网电力科技股份有限公司 南方电网科研院 Current OS 协会38关于作者施耐德电气 陈丽华施耐德电气能源管理低压业务部高级战略与业务发展经理光储直柔市场负责人 宋显凤施耐德电气能源管理低压业务部-母线槽产品架构师 赵姝琦施耐德电气公商建行业架构师 袁旭施耐德电气能源管理低压战略与业务拓展部战略技术专家 王犇施耐德电气高级解决方案架构师 赵钧陶施耐德电气中国软件研发中心-综合能源微网数字化方案负责人 赵亮施耐德电气ETAPCHINA 高级技术专家 张敏施耐德电气战略部微电网架构师备注：作者先后顺序以姓式排序2023年12月 Schneider Electric Building,No.6,East WangJing Rd.,Chaoyang District Beijing 100102 P.R.C.Tel:(010)8434 6699 Fax:(010)8450 1130 Schneider Electric(China)Co.,Ltd.

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证券研究报告|行业深度|家用电器 1/22 请务必阅读正文之后的免责条款部分 家用电器 报告日期：2023 年 12 月 01 日 技术技术升级和降本并行升级和降本并行，Mini LED 乘风而起乘风.

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 证券研究报证券研究报告告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 行业研究行业研究 电力及公用事业电力及公用事业 2023 年年 12 月月 1 日日 电力及公用事.

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SS0880519080001 2/2/CONTENTS010203 uZlZbWrVgXuZdYtVtViZ9P9RaQpNmMsQoNfQnMpN.

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  本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。1 20232023 年年 1111 月月 2727 日日 电力及公用事业电力及公用事业 行业深度分析行业深度分析 关注多元场景和新技术下.

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1 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 编号 ODCC-2023-0500K 绿色算力技术白皮书绿色算力技术白皮书 （2023 年）开放数据中心委员会 2023-11 发布 I 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 版权声明版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受著作权法保护，编制单位共同享有著作权。转载、摘编或利用其它方式使用 ODCC 成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC 及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。II 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 编写组编写组 项目经理：项目经理：张一星 中国信息通信研究院 杨硕 中国信息通信研究院 工作组长：工作组长：郭亮 中国信息通信研究院 贡献专家：贡献专家：王月 中国信息通信研究院 张磊 中国电信集团有限公司 曹恺 蚂蚁科技集团股份有限公司 彭晋 蚂蚁科技集团股份有限公司 黄挺 蚂蚁科技集团股份有限公司 季雨洁 蚂蚁科技集团股份有限公司 孙曦 蚂蚁科技集团股份有限公司 徐明灼 蚂蚁科技集团股份有限公司 杨豫京 宁畅信息技术（杭州）有限公司 李素红 宁畅信息技术（杭州）有限公司 王海岩 宁畅信息技术（杭州）有限公司 赵雷 宁畅信息技术（杭州）有限公司 陈光 联想（北京）信息技术有限公司 崔吉顺 联想（北京）信息技术有限公司 郝京阳 联想（北京）信息技术有限公司 司晓霞 联想（北京）信息技术有限公司 周弘立 新华三技术有限公司 汪新新 新华三技术有限公司 III 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 前言前言 随着我国产业结构持续优化升级，算力已成为推动各领域数字化、智能化转型的重要基石。算力是数字经济时代集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的关键生产力，为推动数字中国建设提供了有力支撑。2020 年 9 月我国正式提出“双碳”战略目标以来，绿色低碳、节能环保成为各产业布局的底层逻辑，经济社会对生产、应用和消费绿色算力提出明确诉求。技术创新是算力发展的根本。当前，算力产业正以绿色发展为技术创新是算力发展的根本。当前，算力产业正以绿色发展为主攻方向，推进基础设施全生命周期绿色设计，围绕计算、存储、主攻方向，推进基础设施全生命周期绿色设计，围绕计算、存储、网络等核心环节加强产业技术攻关，加大算力服务研发力度挖掘高网络等核心环节加强产业技术攻关，加大算力服务研发力度挖掘高效无感应用潜力。效无感应用潜力。伴随产业链上下游各方的共同协作与融合发展，绿色算力在新技术、新产品、新解决方案的落地应用上取得了积极进展。为梳理绿色算力技术创新发展态势，推动我国算力产业绿色高质量发展，本白皮书从算力供需视角出发，提出了绿色算力的内涵定义，总结了绿色算力的属性特征和发展演进阶段。聚焦算力设施、算力设备、算力平台等层次的绿色技术发展态势，分析算力赋能行业绿色发展的典型应用场景，总结我国绿色算力发展面临的挑战，并提出对应建议。IV 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 绿色算力相关技术、产业正处于高速发展阶段，我们必须不断创新，持续探索，才能为发展高效、节能、低污染、科学集约的绿色算力奠定坚实的基础。期待本白皮书能为大家带来启示，为推动绿色算力革命贡献一份力量。由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建议请联系编写组。V 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 目录目录 版权声明.I 编写组.II 前 言.III 一、绿色算力发展态势.1（一）绿色算力定义内涵.1（二）绿色算力属性特征.4（三）绿色算力发展演进.7 二、算力设施的绿色技术发展态势.10（一）绿电消费比例稳步提升，电能传输效率有效提高.10（二）储能部署方式多元可靠，储能设备环境友好效率高.11（三）自然冷却技术快速发展，液冷技术进入全面普及阶段.13 三、算力设备的绿色技术发展态势.17（一）服务器硬件节能方向广泛，动态能耗管理智能化发展.17（二）先进存储大幅削减能源消耗，数据软件技术有效提升存储效率.20（三）网络传输设备向无损化发展，智能弹性网络进一步增强传输效率.23 四、算力平台的绿色技术发展态势.25（一）算力资源调度全局化，促进低碳算力选择应用.25（二）平台产品开发智能化，实现算力资源高效利用.28（三）能效监控指标多元化，深度融合人工智能技术.32 五、实现算力赋能绿色.35（一）绿色算力加速科研技术革命.35（二）绿色算力赋能产业节能低碳.36 VI 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K（三）绿色算力构建社会治理新格局.38 六、绿色算力发展的挑战与建议.41（一）加强绿色算力政策保障.41（二）夯实绿色能源底座支撑.41（三）巩固绿色设备技术创新.42（四）聚焦绿色平台能力建设.43（五）深入挖掘应用场景价值.44 VII 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 图图 目录目录 图 1 绿色算力框架图.3 图 2 绿色算力属性特征.4 图 3 绿色算力发展演进阶段.7 1 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 绿色算力技术白皮书绿色算力技术白皮书 一、一、绿色算力发展态势绿色算力发展态势 （一）绿色算力定义内涵（一）绿色算力定义内涵 随着数字经济快速发展，我国产业结构持续优化升级，传统产业增效提质，新兴产业加速布局，算力底座的重要性日益凸显，并成为推动各行业数字化升级的关键要素。在国家“碳达峰、碳中和”战略目标的引领下，高效利用资源，减少能源消耗，降低碳排放和污染物排放，推动算力绿色发展成为了时代需求和行业共识。政策上看，算力绿色发展的关注重点正逐步从聚焦数据中心规政策上看，算力绿色发展的关注重点正逐步从聚焦数据中心规划、选址、布局绿色，过渡到实现产业用能、生产和应用的全链条划、选址、布局绿色，过渡到实现产业用能、生产和应用的全链条绿色。绿色。早在 2013 年 1 月，工信部等部门印发了关于数据中心建设布局的指导意见，提出要充分考虑资源环境条件，推进“绿色数据中心”建设。随着我国数字经济蓬勃发展，算力产业规模快速增随着我国数字经济蓬勃发展，算力产业规模快速增长，以数据中心为代表的算力基础设施整体能耗和碳排放问题越发长，以数据中心为代表的算力基础设施整体能耗和碳排放问题越发突出，用能环节节能减排成为必然。突出，用能环节节能减排成为必然。2020 年12月，发改委出台关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见提出要探索电力网和数据网联动建设、协同运行机制。2021 年 7 月，工信部出台新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）鼓励企业探索建设分布式光伏发电、燃气分布式供能等配套系统，引导新型数据中心向新能源发电侧建设，就地消纳新能源。在“双碳”在“双碳”战略提出后，国家强调要坚持把节约资源贯穿于经济社会发展全过战略提出后，国家强调要坚持把节约资源贯穿于经济社会发展全过 2 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 程、各领域。程、各领域。2021 年 9 月，国务院发布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见提出要加快构建清洁低碳安全高效能源体系，提升数据中心等信息化基础设施能效水平。2021 年 12 月，国家发改委等四部门发布贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和 5G 等新型基础设施绿色高质量发展实施方案提出要发挥市场主体作用，强化标准引领，引入竞争机制、激励机制和成本倒逼机制，促进全产业链绿色低碳发展。2023 年 10 月，工信部等六部门联合出台算力基础设施高质量发展行动计划提出要推进算力应用全产业链节能减排。产业上看，算力市场规模稳步增长，算力市场主体日益丰富，产业上看，算力市场规模稳步增长，算力市场主体日益丰富，坚持绿色发展是实现高质量发展的必然要求。坚持绿色发展是实现高质量发展的必然要求。随着算力应用场景不断拓展，算力需求愈发旺盛，截至 2023 年 6 月底，全国在用数据中心机架总规模超过 760 万标准机架，我国算力总规模达到 197EFLOPS，算力总规模近五年年均增速近30%。算力产业生态主体日益丰富，以中国电信、中国移动等为代表的基础电信运营商，和以世纪互联、秦淮数据等为代表的第三方数据中心运营商，依靠建设起步早的先发优势已在本土持有大规模数据中心资源；我国传统工业企业，如国家电网、南方电网、中石油、中石化等也开始积极推动算力基础设施建设，为企业数字化转型提供支撑；阿里巴巴、腾讯、百度等互联网厂商借助平台优势，全面应用自研核心技术自建云计算、智算数据中心；随着芯片、服务器在人工智能、云计算和数据中心等领域发挥着越来越重要的作用，国内算力设备头部厂家，如华为、3 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 联想、新华三等在硬件算力方面不断进行技术创新与突破。算力产业具有产业链长、参与主体多、应用范围广泛等特点，从能源资源角度出发，算力产业各环节发展均受到资源要素和环境压力的制约；从技术发展角度出发，算力产业发展需要底层硬件、核心算法和平台软件等多方面技术的支持。“双碳”战略为我国绿色低碳创新发展带来了空前重要的历史机遇，我国算力产业应充分吸收和借鉴国内外成功经验和做法，一方面是要更加注重可持续发展，用能上从煤炭、石油等传统化石能源向太阳能、风能、氢能等绿色可再生能源转变，材料使用上向集约节约、质量效益好的新材料转变；另一另一方面是要加强技术创新，算力涉及诸多学科和领域，包括计算机科方面是要加强技术创新，算力涉及诸多学科和领域，包括计算机科学、数学、物理学、工程学等，要充分发挥技术在产业要素配置上学、数学、物理学、工程学等，要充分发挥技术在产业要素配置上的重要作用，将技术创新作为算力绿色发展的突破口，以绿色算力的重要作用，将技术创新作为算力绿色发展的突破口，以绿色算力为基石助力经济高质量发展。为基石助力经济高质量发展。来源：中国信息通信研究院 图 1 绿色算力框架图 4 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 算力绿色低碳发展，是国家战略之所需也是行业发展之必然，未来算力将朝着高效、节能、低污染、科学集约等方向持续发力。绿色算力是把环境资源作为算力产生的关键要素，把生产过程“绿绿色算力是把环境资源作为算力产生的关键要素，把生产过程“绿色化”作为绿色算力的主要内容，把应用结果“绿色化”作为绿色色化”作为绿色算力的主要内容，把应用结果“绿色化”作为绿色算力的更高追求，自下而上实现算力在算力设施、算力设备、算力算力的更高追求，自下而上实现算力在算力设施、算力设备、算力平台和算力应用全体系绿色化的研究领域。平台和算力应用全体系绿色化的研究领域。绿色算力的目的是打通算力供需通路，完成算力产业用能转型、生产高效、应用和需求场景相匹配。随着绿色算力理念在各层面的深化和实践，绿色算力技术的不断创新和进步，绿色算力正日益广泛地应用于各产业的数字化发展与实践，我国绿色算力体系正不断发展与完善，并逐步形成规模效益。（二）绿色算力属性特征（二）绿色算力属性特征 来源：中国信息通信研究院 图 2 绿色算力属性特征 5 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 全局性。算力与绿色低碳的深度融合发展，既需要财政、税收、全局性。算力与绿色低碳的深度融合发展，既需要财政、税收、金融、人事等各体系协同联动、支持配合，又需要产业内各领域间金融、人事等各体系协同联动、支持配合，又需要产业内各领域间优势互补、汇聚合力。优势互补、汇聚合力。算力覆盖产业广泛多元，进一步深化发展绿色低碳技术，需要巨大的资金支持，要靠国家财税政策引导和绿色金融相关产品推动，多管齐下促使投资向绿色算力产业倾斜。我国绿色产业发展动力强劲，方兴未艾，绿色算力作为其中的重要一环，对创新型、技能型和应用型人才需求迫切，需要科研机构、高校、行业协会等各方协助，共同建设绿色算力人才队伍。引导数据中心骨干企业将项目建设在风、光资源密集地区，实现新能源发电、储能、数据中心融合发展。发挥软硬件企业各自优势，引导芯片能力与服务器性能相匹配，芯片产业发展与模型算法规模相适应，减少磨合和不兼容等问题，实现算力高效输出。在绿色算力经算网调度传输，赋能工业、交通、金融、互联网等提质增效的过程中，绿色算力已深度融入了产业循环各领域的全周期和全体系。先导性。绿色算力产业关联系数大，技术联代功能强，可有效先导性。绿色算力产业关联系数大，技术联代功能强，可有效带动数字经济发展，孵化高增长企业。带动数字经济发展，孵化高增长企业。绿色算力产业影响力强，是有力支撑各行业早日实现碳达峰与碳中和目标，实现绿色发展的重要引擎。具体来看，绿色算力与能源电力、半导体、集成电路、消费软件等产业关联密切，可有效带动其他产业向着绿色低碳化发展。从本质上讲，绿色算力具备算力产业和绿色产业二者的双重特征。在赋能下游应用上，绿色算力一方面可支撑如人工智能、大数据、5G、元宇宙等新兴技术发展，以更少的能耗代价进行更大规模的训 6 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 练运算；另一方面可以赋能高耗能产业进行技术改造和降本增效，如带动钢铁、建筑、石化化工等重点领域构建工业互联网，实现工业制造再升级、带动智慧城市建设，提升城市“脑力”，让城市更“智慧”，生活更便利。类比绿色电力和电力，绿色算力与算力的关键区别在于将节能、低碳、循环、高效等理念全面贯彻到算力生产、应用、赋能、消费等各个环节，为算力发展注入“绿色基因”，实现效率最大、环境友好与社会协调发展。长期性。算力实现全面绿色发展是一项长期的综合性任务，需长期性。算力实现全面绿色发展是一项长期的综合性任务，需要稳扎稳打、循序渐进。要稳扎稳打、循序渐进。绿色算力涉及范围庞杂，因此需要从不同层面、不同视角统筹考虑，促进其健康有序发展，推动我国经济社会高质量可持续发展。宏观上，为保障绿色算力发展行稳致远，制定政策规划时，要处理好绿色算力和产业需求目标之间的关系，达到二者有效平衡；推行绿色算力政策时，要注意节奏，预留适当的缓冲期，用动态发展的眼光不断丰富和完善工作思路，做到有序且量力而行。另一方面，要充分意识到，绿色算力的创新发展是一项长周期活动，涵盖产品、工艺、原料、组织管理和市场等方方面面的创新，算力从浅绿、经历中绿、深绿和完全的绿色需要时间的沉淀从而厚积薄发。未来，通过算力绿色低碳技术的进步，绿色算力经济将成为助推和引领中国经济发展的新增长点。7 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K（三）绿色算力发展演进（三）绿色算力发展演进 来源：中国信息通信研究院 图 3 绿色算力发展演进阶段 初级阶段：数据中心开始商业化运营，快速扩张忽略环境影响初级阶段：数据中心开始商业化运营，快速扩张忽略环境影响 随着互联网的出现，分散的数据资源被有效整合并通过互联网进行分发传输，数据中心进入商业化发展阶段，为了承接处理激增的互联网和金融交易等数据，大中小型数据中心均加速建设，数据中心规模和数量均显著增加。然而，在这种传统增长模式下，过分强调产能规模扩张，而忽视了与之对应的能源消耗，环境污染问题日益突出。这一阶段，数据中心时代到来，绿色化概念还未引起广泛重视，产业发展不得不以消耗大量能源为代价。8 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 起步阶段：数据中心起步阶段：数据中心 PUEPUE 指标被提出，绿色节能成为产业焦点指标被提出，绿色节能成为产业焦点 2007 年，电能利用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）由美国绿色网格组织 TGG 提出，用以评价数据中心能源利用效率，为数据中心消耗的所有能源与 IT 负载消耗的能源的比值。PUE 值越低，说明数据中心用于 IT 设备以外的能耗越低、约节能，PUE 的提出为衡量数据中心绿色节能情况提供了可量化的评价标准。各个国家和地区纷纷发布政策推动数据中心 PUE 值降低，PUE 成为全球通用的评价数据中心能源效率的指标。这一阶段，数据中心绿色评价体系已经初步形成，产业围绕 PUE 进行数据中心建设和改造。发展阶段：数据中心综合能耗评价体系初具规模，算力效率逐发展阶段：数据中心综合能耗评价体系初具规模，算力效率逐渐引起关注渐引起关注 伴随产业发展，PUE本身的局限性逐渐显露，如无法体现基础设施和 IT 设备内部各模块节能情况、不同规模数据中心的 PUE 标准难统一、缺乏对 IT 效能等要素的评价。仅凭 PUE 指标已经无法全面真实地评价数据中心绿色节能情况。水资源利用效率（Water Usage Effectiveness，WUE）、碳 利 用 效 率（Carbon Usage Effectiveness，CUE）、基础设施利用效率（Infrastructure Usage Effectiveness，IUE）陆续被提出，构成了衡量数据中心能耗综合管理能力及绿色程度的评价体系。2022 年，算力碳效（Carbon Emission Per Server,CEPS）由开放数据中心委员会提出，用以评价服务器计算效率，为服务器使用周期内产生的碳排放与所 9 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 提供的算力性能的比值，可理解为服务器单位算力性能的碳排放量，该指标的提出反映了产业从单纯关注能耗指标延伸到关注 IT 及服务器计算效率。这一阶段，算力产业正向着更节能、更高效的方向探索，充分发挥硬件资源潜力，不断实现新的突破。当前，我国绿色当前，我国绿色算力发展处于该阶段，多元化评价指标被陆续提出，相关企业将绿算力发展处于该阶段，多元化评价指标被陆续提出，相关企业将绿色意识并与业务发展深度结合作为提升竞争力的关键核心，贯穿生色意识并与业务发展深度结合作为提升竞争力的关键核心，贯穿生产经营始终。产经营始终。成熟阶段：算力生产绿色低碳，绿色算力赋能千行百业成熟阶段：算力生产绿色低碳，绿色算力赋能千行百业 面向未来，算力产业对清洁用能提出了更高要求，如百分百应用可再生能源、应用储能技术、采用余热回收节能技术等，用更少的能源消耗、更低的碳排放生产更多的算力。伴随分布式计算技术的应用与普及，服务器集群的计算效率、软硬结合的计算体系架构和系统平台的高效运行被充分关注，通过面向应用环节的计算绿色化技术进一步提升算力利用效率，将服务器算力尽可能转化成可供平台端调度应用的软件算力以节能减碳，正成为数字科技企业探索和实践的绿色技术创新前沿。随着算力赋能持续深化，算力服务全面融入百姓生活的方方面面，算力绿色标识被建立，绿色算力消费蔚然成风。算力将在生产、应用、消费的各个环节实现绿色节能。这一阶段，算力产业实现高质量发展，算力产业链各层的绿色技术趋于成熟，绿色产品布局趋于完善，绿色标准体系趋于完备，绿色融入算力的方方面面。10 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 二、二、算力设施的绿色技术发展态势算力设施的绿色技术发展态势 算力设施算力设施为数据中心提供最基础的动力来源、能源配送和可靠性保障，是保证数据中心 IT 设备运行的必要基础设施，当前，面向算力设施的绿色技术发展，主要围绕供配电系统、制冷散热系统、储能系统三个部分展开。（一）绿电消费比例稳步提升，电能传输效率有效提高（一）绿电消费比例稳步提升，电能传输效率有效提高 电力是支撑算力发展的根本，数据中心作为传统的耗能大户，电算转化的载体，其绿色低碳发展面临严峻挑战。稳步提升太阳能、稳步提升太阳能、风能、水能等可再生能源电力在数据中心的应用，已是大势所趋。风能、水能等可再生能源电力在数据中心的应用，已是大势所趋。现阶段我国大部分算力需求集中在数字经济发展较发达的东部沿海地区，东部地区缺乏能源，电力以火电为主，使用石油、煤炭、天然气等不可再生能源发电，造成的大气和环境污染问题已引起产业各界的广泛关注，提升新能源使用比例、降低碳排放成为产业发展的必选项。除了建立集中式绿电发电站供电外，鼓励分布式发电引除了建立集中式绿电发电站供电外，鼓励分布式发电引导就地消纳也是有效提高新能源供电量的手段。导就地消纳也是有效提高新能源供电量的手段。近几年，数据中心在建筑屋顶及外立面铺设分布式光伏，在数据中心产业园区建立分散式风电，通过大量的建设，大幅提升新能源的供电量，促进能源的可持续发展、改善环境，树立绿色企业形象、提升自身的竞争力。当前，包括京津冀、成渝、宁夏、内蒙古等在内的四个国家算力枢纽节点均对可再生能源使用率提出了明确目标。11 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 为确保“业务零中断”，数据中心 IT 负荷往往需要“36524”小时不间断运行。通过缩短电力传输路径、减少转换层级、提升电通过缩短电力传输路径、减少转换层级、提升电力转换效率，实现传输线路的高效供电，是数据中心供配电系统的力转换效率，实现传输线路的高效供电，是数据中心供配电系统的技术热点。技术热点。当前，新建的互联网数据中心广泛采用了“HVDC 市电直供”相结合的模式，供电效率可提升到94%-95%。规划以数据中心为主要负荷的微电网、“源网荷储”新方案，实现在负荷侧就近建立电源供电，有效缩短“源”“荷”距离，减少传输损耗。位于国家枢纽节点集群起步区的吴江算力调度中心项目采用高效供电系统，变压器优先选择一级能效干式变压器；优化供电半径，合理选择变压器的容量、提高负荷率，使设备处于经济运行状态，降低电能损耗；采用 240V 直流系统、10kV 交流输入的 240V 直流系统等损耗率低的架构和设备。结合数据中心智慧管理系统设置能耗计量系统；选用节能型光源和灯具，结合智慧园区进行智能控制；在可利用屋面（例如指挥调度中心）设置光伏发电，用于建筑用电。通过以上措施，节电量达到 158 万 kWh/年；可再生能源发电量约为 10.12 万kWh/年。（二）储能部署方式多元可靠，储能设备环境友好效率高（二）储能部署方式多元可靠，储能设备环境友好效率高 对于数据中心而言，储能不可或缺。储能技术是推动算力在设施侧实现绿色转型的重要因素，储能与供配电系统协调配合，输出稳定电力，共同保障数据中心电力系统平稳运行。在算力领域，储在算力领域，储能可分为数据中心级储能和数据中心内储能，为高效存储和利用能能可分为数据中心级储能和数据中心内储能，为高效存储和利用能 12 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 源、减少温室气体排放提供保障。源、减少温室气体排放提供保障。数据中心级储能指的是储能作为数据中心的备用电源，同时参与市场电力市场调峰、辅助调频等辅助服务，在提高数据中心供电可靠性的同时，也从电力市场服务中获取收益补偿，是应对极端事件、保障能源安全、支撑数据中心电力系统稳定运行的重要技术。数据中心内储能主要采用分布式结构，包括机柜级分布式供电系统（DPS）和服务器级备用锂电池组（BBU）等。DPS分布式电源采用高效率供电模块以及全锂电池备电系统，供电系统效率高达 96%，整体寿命高达 10 年，配合能源管理系统可以实现机柜级的能源管理并进行智能调度。分布式供电模式把属于传统大型 UPS 的耗电划到了机柜内，极大地降低了 PUE 值。储能有多种形式，包括电池储能、氢储能、压缩空气储能等。绿色低碳产业趋势下的储能设备将具备安全可靠、生命周期内性价绿色低碳产业趋势下的储能设备将具备安全可靠、生命周期内性价比高、环境友好、循环寿命长等优点。氢能燃料电池比高、环境友好、循环寿命长等优点。氢能燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其主要优势是对环境无污染、运行安静无噪声、发电效率高，当前业界已展开多项实验与测试，证实了其作为数据中心电源的可行性。磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，该电池不含任何重金属与稀有金属，无毒，无污染，为绿色型环保电池。数据中心在应用磷酸铁电池时，可重点利用其能量密度较高和常温倍率性能良好的特点。未来，为实现绿色算力，随着供配电系统、储能系统等多种模式融合，可以实现绿电生产、平抑峰谷、降低排放等多重目标，形成完整的能源发电体系，实现可持续发展。13 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K（三）自然冷却技术快速发展，液冷技术进入全面普及阶段（三）自然冷却技术快速发展，液冷技术进入全面普及阶段 对于数据中心而言，制冷系统是影响节能表现的重要因素。在选择整体设计方案时应充分综合考虑数据中心所在地区的气候特点、水资源供应情况、数据中心规模以及 IT 功率密度。随着大型数据中随着大型数据中心规模持续增加，尽可能使用自然冷却技术，减少和避免使用机械心规模持续增加，尽可能使用自然冷却技术，减少和避免使用机械制冷成为数据中心减少能耗的关键。制冷成为数据中心减少能耗的关键。自然冷却技术可分为直接新风自然冷却、间接空气自然冷却、自然冷源水自然冷却、蒸发式冷却水自然冷却等。相比而言，直接新风自然冷却技术是路径最短的自然冷却方式，也是散热效率最高的空气冷却方式。空气质量较差、温湿度不合适的数据中心主要采用水系统自然冷却技术。针对风冷冷却，宁畅研发蝶翼散热系统，CPU 散热器采用 8 热管直触 X 形高流量散热器，散热面积增加 42%，最大支持 400W 风冷散热，并支持液冷 CPU 风冷散热。联想开发八爪鱼式散热器，采用 8*D8 热管，前 4后 4 的交叉排布的设计，大大提高了热管的传热效率，可以支持500W-550W 的处理器风冷散热。随着生成式人工智能、大模型计算的需求带动 GPU、FPGA 等发热量大的元件应用发展，高功率机柜逐渐增多。实现高功率机柜的有效散热成为数据中心关注的重点问题。根据机柜的热密度等级，依次可选择的冷却方式有房间空调、列间空调、机架内部冷却、液冷冷却等。相比而言，液冷技术具有制冷能效高、节约机房空间的相比而言，液冷技术具有制冷能效高、节约机房空间的优势，可分为直接冷却和间接冷却两种。目前，间接冷却以冷板式优势，可分为直接冷却和间接冷却两种。目前，间接冷却以冷板式 14 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 液冷技术为主，直接冷却以浸没式液冷技术为主。液冷技术为主，直接冷却以浸没式液冷技术为主。液冷技术是使用液体作为热量传输的媒介，可直接导向热源带走热量，其突破了气候条件和地域的限制，可以在全国任何地区进行应用，即使是华南、华东等温度高的地区也可以应用液冷技术进行冷却，最终促使数据中心的制冷电力消耗大幅度降低。具体而言，冷板式液冷冷板式液冷是通过与装有液体的冷板直接接触来散热，或者由导热部件将热量传导到冷板上，然后通过冷板内部液体循环带走热量。随着冷板技术的逐渐成熟，提高冷板效率、降低冷板成本的需求也越来越强烈。传统的铜冷板也受到了一些限制，例如：整体冷板的重量限制，铲齿 Fin 厚度的制造限制，流阻的限制等等。联想开发了新型铝材料冷板作为核心换热部件，利用 3DVC 技术，增强了铝冷板的均温性，流阻值比传统铜冷板减少了30%，实现水冷板热性能提升 10%，成本优化 20%以上，突破了冷板换热极限。联想全覆盖海神水冷技术能够实现单机柜高密度水冷节点支持 72 个，单机柜功率 100kW 以上，实现高效的算力冷却。宁畅采用铜铝结合冷板，实现铜高效导热、铝减轻重量、无电化学反应风险。聚焦漏液安全，在冷板接头采用宝塔倒刺 螺纹，两级防漏液机制，漏液风险降低 80%。采用四级漏液检测机制，0.05ml 漏液量即可精准监控，1 秒内即可完成漏液报警。新华三采用全焊接 高耐压 EPDM 管设计，冷板耐压能力提升50%以上，冷板可靠性大幅提升。此外，新华三设计的 GPU 液冷冷板模组，冷头水嘴采用极简等流三通设计，不增加管路复杂度的基础上，实现流量均分的并联设计，散热能力提升20%，15 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 流阻降低30%。中国移动设计院研发解耦型冷板式液冷机柜产品，推动液冷基础设施侧与 IT 设备侧解耦，推进机柜与服务器接口标准化，液冷机柜可用于通算、智算、超算、异构算力等多业务场景，采用着解耦盲插、风液融合的设计理念，可与多种类型服务器适配，赋能算力基础设施绿色低碳化转型。浸没式液冷浸没式液冷是将发热的电子元件浸没在冷媒（冷却液）中，依靠液体流动循环带走热量。宁畅B7000液冷 TANK 在浸没液冷技术之上，独创开孔及液体流道设计，进一步提高散热效率，PUE 可低至 1.05。新华三 H3C Uniserver Cube 机架箱式浸没液冷系统，将单服务器作为一个密封浸没液冷系统，并采用融合架构，实现了冷板式和浸没式两种路线的优势融合，解决了机房空间利用率低，液冷散热占比小，以及冷却液用量大成本高等问题。相比而言，浸没式液冷的平均 PUE 更低，散热效率更高，是未来数据中心算力设施建设的发展方向。据 IDC 数据显示，2023 上半年中国液冷服务器市场规模达到 6.6 亿美元，同比增长 283.3%。宁畅、联想、新华三、浪潮等主流 IT 设备厂商纷纷发力液冷产品研发，覆盖风液冷混合、冷板液冷、浸没式液冷等主流液冷技术，布局全栈数据中心液冷产品，提供从服务器、机柜、机房到数据中心的全系统液冷解决方案，实现全应用场景下差异化节能降耗。此外，服务器在运行的过程中，产生大量的余热，这些余热有着易提取、热源充足等特点，利用热泵技术将余热回收利用，有着广泛的应用前景，尤其是在我国北方地区，可有效帮助用户降低用热成本。随着更大规模、更多数量的数据中心建设，将有更多的设 16 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 备，产生更多的余热，这些余热如果能被加以利用，可以加速“碳中和”进程。联想在关注散热效率和能源效率提升的同时，聚焦能源再利用效率。通过综合能源效率 PUE 和能源再利用效率 ERE 平衡设计，采用热回收技术，对废热回收利用。联想研发的温水水冷技术可实现温水液冷和数据中心热能回收，既可以提升 5%的算力，还可以降低 42%的能耗，并创造高达 90%热能的回收再利用。新华三把液冷服务器中高温回水和热回收技术相结合，实现数据中心热能高效回收和利用，可实现园区的生活供热。17 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 三、三、算力设备的绿色技术发展态势算力设备的绿色技术发展态势 算力设备算力设备是算力产生的源头，综合了计算、存储和网络等 IT 设备，以服务器、芯片为核心部件，实现对数据的处理与输出。现阶段，针对算力设备的绿色技术发展，主要围绕服务器计算高效、先进存储、网络传输无损等方面进行研究。（一）服务器硬件节能方向广泛，动态能耗管理智能化发展（一）服务器硬件节能方向广泛，动态能耗管理智能化发展 服务器承载处理数据和实现结果输出的功能，是算力供给的核心装备，也是数据中心中最主要的业务耗能设备，约占数据中心 IT设备能耗的90%。伴随社会对信息计算力需求呈指数级增长，服务器生命周期的高效节能对算力绿色发展至关重要。在过去很长一段时间，为了满足不断增长的用户数据处理需求，企业主要是通过扩大机架和服务器规模来提供更多算力，但是这也会导致运营成本的增加和场地空间的浪费。发达地区日益紧张的土地资源使得以扩大服务器规模来提升算力水平的数据中心建设模式难以开展。依据指令集架构、处理器个数、产品形态等维度，服务依据指令集架构、处理器个数、产品形态等维度，服务器被分为了多种类型，产业循着上述方向对服务器的高效节能做出器被分为了多种类型，产业循着上述方向对服务器的高效节能做出优化。从指令集架构上看优化。从指令集架构上看，基于精简指令集（RISC）架构的处理器以其低功耗、高效能、成本低、高可靠的优势正在成为让信息计算更绿色的主力。从逻辑上来看，CPU的指令集可以分为两种主要类型，即复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。复杂指令集的代表是X86，由英特尔和AMD 主导；精简指令集包括ARM架构、RISC-V 架 18 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 构、MIPS 架构等，以 ARM 架构为主流代表。随着产业智能算力需求的不断增长，以及生成式 AI 对于异构算力的庞大需求，ARM 架构服务器在云游戏、数字人等新兴应用市场展现出独特优势。据投资银行 Bernstein 数据显示，我国数据中心正在加快部署 ARM 服务器，截至 2023 年一季度，我国已拥有占全球约 40%的 ARM 服务器。从产从产品形态上看品形态上看，建设高密度服务器成为提升计算效率的重要举措。高密度服务器内，电源和风扇以共享方式进行设计，位于同一机箱内的多台服务器节点可以共享电源和风扇，一方面降低了机体的重量和空间占用，提升单位面积算力，另一方面能够提升电源和散热系统的使用效率，降低运营成本，能够进一步增加数据中心功率密度和数据中心“每平方米”的计算能力。刀片服务器是高密度服务器的一种，主要应用在商业智能分析及数据挖掘等大规模计算场景，具有耗电量低、可靠性高等优点。整机柜服务器是提升计算密度的另一种形式，依据模块化设计思路优化服务器内部架构，采用工厂预制的设计大幅缩短工期。宁畅 B8000 整机柜服务器，采用全液冷整机柜设计，设备散热效率提升 50%，功率高达 100KW/柜，PUE 最低可至 1.09。并在服务器内存池化未来形态上进行深度探索，采用水、电、网三路盲插设计，比传统部署周期提升 30 倍，可实现高密算力、轻松部署、绿色节能、快速交付、智能运维。除了上述从计算需求角度提高服务器能效外，还可以通过管理工具加强对电源、风扇等其他硬件的控制力度来进行能源节约。服服务器整机节能技术有功耗封顶节能技术、动态调频调压、启动低功务器整机节能技术有功耗封顶节能技术、动态调频调压、启动低功 19 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 耗、智能能耗管理等技术。功耗封顶技术耗、智能能耗管理等技术。功耗封顶技术通过服务器内置的功耗测量模块来实时获取服务器的运行功耗，然后通过限制处理器或者其他部件的性能来将服务器的总功耗控制在设定的上限功耗以下，防止功耗超标的同时提高服务器利用率。动态调频调压技术动态调频调压技术是在服务器低负载时降低CPU频率和电压，降低CPU的漏电损耗和开关损耗，大幅度降低处理器功耗。某些服务器会将预先调优好的功率模型内置于 BIOS 中，在不影响性能的情况下为工作负载实现插槽节能。启启动低功耗技术动低功耗技术包括硬盘错峰上电、刀片错峰上电、CPU关核技术，确保服务器上电过程的功耗低于系统下的运行功耗，消除上电瞬间电流过大带来的供电风险，同时为用户节省电费开支。智能能耗管理智能能耗管理包括在服务器内置遥测工具，这些工具提供关键的数据和 AI 功能，帮助企业智能地监测和管理 CPU 资源、建立模型来帮助预测数据中心或网络的峰值负载，调整 CPU 频率以便在需求下降时降低用电量，还能够在有可再生能源供应时选择性地增加工作负载，从而有机会降低数据中心的碳排放量。联想从芯片、整机、系统等不同层次进行技术创新，在芯片级别做到了服务器的功率监控；适用业界最高运行效率的电源，并通过智能休眠技术，自适应动态调整工作电源状态；在服务器内部使用高效散热设计，均匀化散热器热流及流阻，采用航空涡轮设计技术，通过双马达冗余热插拔风扇，使风扇在较低转速下即可处于最高效率工作点，在增加散热的同时，节省能源。在系统层次上通过负载均衡技术、监控数据分析预测技术等实现自适应节能。新华三 20 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 液冷动态智能控温管理平台，支持服务器级别的智能调温。当机柜内服务器业务负载变化时，智能控温管理平台可监测服务器温度，通过调整泵速和电动调节阀开度，动态调整二次侧回路的温度和流速，实现随着业务的不同维持温度动态平衡。当服务器正常运行时，动态降低泵转速，降低能耗，在部分服务器温度升高时，动态提高泵转速，保证业务进行。动态能耗管理智能化，可有效降低能耗15%左右，做到了 IT 监控和基础设施调控的融合创新。（二）先进存储大幅削减能源消耗，数据软件技术有效提升存（二）先进存储大幅削减能源消耗，数据软件技术有效提升存储效率储效率 据 IDC 数据显示，全球数据年产生量将在 2025 年达到 175ZB。为保存不断增长的海量数据，对存储容量的需求亦成几何式增长，存储耗电量激增，高性能、低能耗存储需求攀升。数据分级、冷热数据分治、优化存储设计成为降低单位容量数数据分级、冷热数据分治、优化存储设计成为降低单位容量数据成本和功耗、提升数据存储效率和密度的有效方式。据成本和功耗、提升数据存储效率和密度的有效方式。随着数据量的爆炸式增长以及数据类型的日益细化，让数据分级和冷温热数据让数据分级和冷温热数据分治可更好的降低存储能耗分治可更好的降低存储能耗。热存储是指将数据存储在经常访问的存储介质上，具有访问速度快的优点，适合频繁访问的数据。固态硬盘（SSD）读写速度快、功效低且发热量少，更适合热存储，即热数据的存储场景。固态硬盘存储介质有 FLASH 闪存芯片和 DRAM 存储芯片，闪存介质存储有高密度、高可靠、低延迟、低能耗等优势。目前，SSD单盘容量已经达到30TB以上，在同等应用场景下，SSD数 21 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 据访问比磁盘快 100 倍左右，吞吐量大 100 倍，数据存储能力大幅提升。冷存储通常使用离线介质将数据保存在不需要实时访问的位置，通常用于存储备份、归档或低访问频率数，常见的冷存储介质包括机械硬盘（HDD）、磁盘、光盘等。机械硬盘读写速度相对较慢、使用寿命长，适合冷存储场景。此外，磁带、蓝光光盘等载体也常用于温、冷数据的存储，磁带生命周期内二氧化碳排放显著低于硬盘并且磁带可以大大减少电子垃圾的数量。光存储用电量仅为磁盘阵列存储的几十分之一，能够有效降低数据中心 PUE 值，是未来绿色数据中心建设行之有效的存储介质。合理的存储设计是节能降耗合理的存储设计是节能降耗的关键，数据中心存储采用高密设计和风液冷设计来降低能耗。的关键，数据中心存储采用高密设计和风液冷设计来降低能耗。高密化设计上，专门设计的高密存储型节点，密度达到传统存储服务器的 2-2.6 倍，结合存算分离架构，同等容量下带来能耗节约 10%-30%。风液冷设计上，采用风液冷技术与数据存储结合已经成为趋势。CPU、GPU等大功率器件采用液冷，其他器件可采用风冷/液冷，显著降低了内存、HDD 等存储关键部件的工作温度，可降低风扇转速 50%左右，维护设备运转性能。数据融合技术、软件编码技术、数据重删技术和探索系统协同数据融合技术、软件编码技术、数据重删技术和探索系统协同节能是业界研究的热点。数据融合技术节能是业界研究的热点。数据融合技术，允许多云多业务共享存储系统的文件资源，减少数据搬迁和重复存储，提升35%的数据处理效率，降低约20%能耗。软件编码技术软件编码技术，在大数据分析场景，采用存算分离架构后，利用数据纠删码（Erasure Code，EC）技术替代传统三副本数据冗余，可以把磁盘利用率从 33%提升到 91%，降低能耗 22 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 40%。数据重删技术数据重删技术，利用定长重删、变长重删、相似重删算法把相同数据删除，通过数据压缩、压紧算法把定长的数据块优化数据存储布局，节约存储空间。借助闪存介质带来的 100 倍性能提升，目前业界已经能够在数据库、桌面云、虚拟机等业务场景实现 2-3.6倍的数据缩减率（重删压缩前数据总量/重删压缩后数据总量），耗能节约 50%以上。探索存储系统协同节能方式探索存储系统协同节能方式，可通过感知存储中不同控制器中 CPU 的业务压力，动态实现 CPU 降频，甚至可以根据大量业务运行数据对存储不同时期的全局负载进行建模，实现预测式的精准降频、动态节能。中国电信天翼云自主研发的存储资源盘活系统 HBlock，可以把通用服务器及其管理的存储资源转换成高性能的虚拟存储阵列，通过标准 iSCSI 协议提供分布式块存储服务，可被视为本地盘阵的替代品，用于本地数据存储，帮助用户提高资源利用率，优化资源成本。以天翼云云计算业务调动系统为例，存储资源盘活技术通过盘活天翼云公司内部存量的服务器资源，实现存储资源的再利用，将原有的存储资源利用率从 17%提升至 65%，盘活的存储空间组成分布式存储资源池，节约存储空间 17.8P，当年节约碳排放 231.4 吨，在一年内节约了 187.4 万元支出。在天翼云科技有限公司为长城紫晶提供的解决方案中，该技术盘活了内部约 100TB 的存储空间。在天翼云内蒙古和林格尔云存储 OOS 机房，通过部署存储资源盘活技术，每年为电信内蒙古园区降低了 12 万元的预算，当年减少 81 吨标准煤消耗，减排 330 吨二氧化碳。23 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K（三）网络传输设备向无损化发展，智能弹性网络进一步增强（三）网络传输设备向无损化发展，智能弹性网络进一步增强传输效率传输效率 算力的传输和供给需以可靠的网络连接为基础。一方面，庞大用户规模的加速增长离不开网络传输设备的提速换代；另一方面，配合云计算、大数据、物联网、人工智能、虚拟现实/增强现实等数字技术和产业的融合应用发展，打造无损高效的网络运载服务能力，是在数字经济绿色发展道路上需要迈出的关键一步。部署超低损耗光纤、实现全光接入网络覆盖是降低损耗、提升部署超低损耗光纤、实现全光接入网络覆盖是降低损耗、提升网络传输效率的关键。网络传输效率的关键。超低损耗光纤常用于长距离和高速光信号传输，具有更低的损耗、更强的抗拉强度和更小的弯曲半径，可以支持更远的传输距离和更高的传输速率。现网中光缆 G.652 光纤占比较高，超低损大有效面积的 G.654 光纤正在加快落地应用当中，这种光纤在 1.55m 处的损耗极小，仅有 0.18dB/km。G.654E 光纤的应用，降低了衰减和非线性等因素的影响，可以减少光放站和光再生中继站的设置，有效降低网络运营成本。全光网是指光信息流在传输及交换时始终以光的形式存在，而不需要经过光/电、电/光转换。相对于无线传输和电域交换技术，全光网技术在单位比特公里传输能耗和单位比特交换能耗方面，节能效果十分显著。根据中国电信实际网络统计，与链状密集波分复用（DWDM）系统相比，ROADM全光交换网可降低大约 50%的能耗和机房空间、节约大约 30%的成本。24 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 网络动态适配技术和网络弹性智能技术可通过优化网络资源利网络动态适配技术和网络弹性智能技术可通过优化网络资源利用减少能源消耗。网络动态适配技术用减少能源消耗。网络动态适配技术在不降低网络设备处理能力的情况下，通过动态调整路由协议可以达到节能的目的。网络设备可以根据网络负载变化动态调整网络接口速率，也可以通过计算网络设备负载动态调整处理器的电压与频率，提高处理器能效。网络设备协议节能技术根据网络协议的特点，动态感知网络流量的实时变化来动态调整路由，使得在网络连通性和网络性能等约束条件下使用的网络资源最少。网络弹性智能技术可以根据需求动态调整连接网络弹性智能技术可以根据需求动态调整连接和带宽，提升网络整体效率，实现整体节能的效果，例如和带宽，提升网络整体效率，实现整体节能的效果，例如 SRv6SRv6、FlexEFlexE 技术。技术。SRv6 是一种基于 IPv6 平面的源路由技术，SRv6 继承了SR（段路由）给网络带来的所有好处，如简化协议、简化网络（设计、部署、维护）、高可靠性、源路由技术、SDN理念等，可以实现灵活的网络互连。FlexE（Flexible Ethernet，灵活以太）技术是基于高速 Ethernet 接口，为满足高速传送、带宽配置灵活等需求而发展的技术，可以提供灵活、高效、可靠的通信通道，支持多种业务处理和网络切片，提升网络性能和资源利用率，有助于网络的高效管理和运营。25 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 四、四、算力平台的绿色技术发展态势算力平台的绿色技术发展态势 算力平台算力平台是以数据中心算力设备的硬件算力为基础，集成了云原生操作系统、AI（人工智能）操作系统、智能监控系统等多样化工具和框架，给服务对象提供通用算力、智能算力和高性能算力的算力服务平台。算力平台的关键在于实现了算力资源与计算要求有效对接、算力与用户需求有效适配、算力在节点间灵活调度和智能管理，根据实际业务场景，提供针对性的服务，依据业务需求进行软件和算法优化，实现算力高效流转、无感调度、随取随用。麦肯锡早期曾做过一个调研，商用和企业数据中心的服务器利用率很少超过 6%，而高达 30%的服务器处于“昏睡”状态，一直在耗费电力但没有提供有用的信息服务。随着算力产业链条脉络逐渐明晰，利用平台能力汇聚算力资源，以场景化、智能化实现算力供需精准匹配，逐渐成为产业关注的重点和绿色化发展的关键。具体而言，即聚焦软件技术、软硬结合等手段，激发拓展平台能力，发挥全局资源调度优化、智能产品开发技术支撑和绿色监测评估优化等功能，实现算力利用效率提高与平台层面的绿色低碳。（一）算力资源调度全局化，促进低碳算力选择应用（一）算力资源调度全局化，促进低碳算力选择应用 算力资源调度是根据不同的任务和计算需求，在算力平台合理分配和利用算力资源的过程，是提高算力利用效率，减少资源浪费，保证任务高效执行的重要环节。当前，我国算力产业已经开始探索 26 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 跨区域及跨集群的算力资源调度平台建设，根据规模大小及覆盖范围，可分为全国性算力调度平台和企业级调度平台。虚拟化、云原生技术通过软件能力优化平台性能，是提高服务虚拟化、云原生技术通过软件能力优化平台性能，是提高服务器利用率，减少能源消耗和碳排放的关键技术要素。器利用率，减少能源消耗和碳排放的关键技术要素。算力由芯片、服务器等 IT 设备生产出来后，在用户实际使用算力之前，还需通过算力平台发挥衔接算力供需双方的桥梁作用，如何高效地将硬件算力转化为软件算力，汇集和统一硬件算力是首要和关键，相关技术突破经历了算力虚拟化和算力池化两个阶段。算力虚拟化算力虚拟化，是在物理服务器硬件或主机操作系统上插入精简的软件层，该软件层包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器。多个操作系统可以同时在单台物理服务器上运行，彼此之间共享硬件资源。该技术能够将服务器 CPU 的平均占用率提高 1030，实现服务器硬件资源整合，有效节能 2050。当前，算力逐渐由串行走向并行、单核走向双核、同构走向异构，异构计算已经成为计算架构的主流，算力池化技术算力池化技术从虚拟化发展而来，是云原生技术的一种，资源管纳的范围从单个节点扩展到由算力网络互联起来的全部算力节点，将多个计算资源汇聚到一个池中，通过调度算法，按需灵活调用任意程序，从而提高计算资源的利用率。算力平台会集中管理多个计算资源，并维护一个资源池，这些资源可以是物理服务器、虚拟机实例、容器等。资源管理系统负责对资源进行监控、分配、回收和维护，确保资源的可靠性和可用性。算力池化的一个重要特性是弹性伸缩。根据用户需求的变化，算力平台能够自动调整资源 27 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 池的规模，增加或减少计算资源的数量，以满足用户的实时需求。这种能力可以提高资源利用率，并降低用户的成本。同时算力平台可以做到有效地按需来针对用户的计算任务进行调度，将任务分配给合适的计算资源。调度算法通常考虑任务的优先级、资源的可用性、任务的依赖关系等因素，以实现公平、高效的资源分配。此外，容器化、容器编排、微服务化等云原生技术使得应用程序更加轻量级、可移植和高弹性，从而实现了应用程序的快速部署、扩展和缩减，进一步减少了能源消耗和碳排放。谷歌开发的开源 Kubernetes平台，通过有效管理容器和根据需求扩展资源来优化资源利用，可以防止过度配置，并允许更好地利用基础设施资源，从而实现节省成本的作用。企业自用算力平台企业自用算力平台可以利用先进的资源调度技术更好地管理和使用计算资源，提高计算任务的效率和可靠性。对于覆盖用户范围更广的全国性或地区性算力平台全国性或地区性算力平台，资源调度能力可以帮助用户以较低成本灵活地获取和管理低碳绿色计算资源，降低资源的浪费。这对于需要大量计算资源的应用场景，如人工智能、大数据分析等，具有重要意义。2023 年 6 月，中国信通院联合中国电信共同发布我国首个实现多元异构算力调度的全国性平台“全国一体化算力算网调度平台（1.0版）”。该平台汇聚通用算力、智能算力、高性能算力、边缘算力等多元算力资源，实现不同厂商的异构资源池的算力动态感知与作业智能分发调度。特别在 AI 训练作业调度流程中，可实现跨资源池/跨架构/跨厂商的异构算力资源调度。云厂商以及 28 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 算力设备商等依据各自的算力资源优势也纷纷布局建设企业算力平台生态。新华三发布了支持 AIGC 大算力调度的“傲飞算力平台”，可与业务深度结合提升工作效率，持续优化算法和积累公域数据，为用户提供最新知识能力。阿里云推出智能计算解决方案“飞天智算平台”，适配多种芯片架构，支持 X86、ARM、GPU、NPU 等多种处理器混合部署和统一调度，可以适配多种国内自研芯片，并进行应用优化。（二）平台产品开发智能化，实现算力资源高效利用（二）平台产品开发智能化，实现算力资源高效利用 算力在经过虚拟化和池化后，根据负载调用任意大小的算力成为可能，计算架构提供了一种可扩展和适应不断变化的硬件和软件环境的方案。计算架构可以屏蔽异构硬件差异，减少用户跨架构编程的重编译和迁移代价，提供统一异构硬件开发工具，并提供便捷化业务开发和部署方式，实现算力的优化配置和高效利用。平台工程和无服务是帮助简化产品开发，实现算力资源高效利平台工程和无服务是帮助简化产品开发，实现算力资源高效利用的架构模式。平台工程（用的架构模式。平台工程（Platform EngineeringPlatform Engineering）主要指应用与系统软件协同设计、透明研发、部署解耦，系统软件以模块化方式交付，从而提升产研效率，加快业务迭代速度。平台工程是一门设计和构建工具链与工作流的学科，可以为云原生时代的软件工程组织提供自助服务能力，平台工程的目的正是让应用研发者尽可能简单、无痛地参与到规模化的 DevOps 工作中，是让开发人员自助服务从而达到降本增效的目的。无服务（无服务（ServerlessServerless）是一种新型的计 29 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 算架构，它是一种基于事件驱动的计算模型，可以自动扩展和缩减计算资源，而无需用户管理服务器。使开发人员能够专注于编写和部署代码，而无需管理底层基础设施。无服务架构广泛服务于智能科学模拟、数字化政府治理、平台型算力共享等场景，提供安全可信的服务保障。无服务对开发人员透明地处理资源分配和管理。它抽象了底层基础架构的细节，如服务器配置、网络和操作系统管理，允许开发人员只需专注于编写和部署他们的功能即可。例如，AWS Lambda 和 Microsoft Azure 可以允许企业在不提供或管理服务器的情况下运行代码及使用计算资源。这种方法支持根据需求进行自动伸缩，通过仅在需要时动态分配资源来确保高效的 CPU 利用率。国内使用无服务架构的企业有腾讯的云函数（Serverless Cloud Function，SCF）。云函数是腾讯云为企业和开发者们提供的无服务器执行环境，帮助在无需购买和管理服务器的情况下运行代码。只需使用平台支持的语言编写核心代码并设置代码运行的条件，即可在腾讯云基础设施上弹性、安全地运行代码。在人工智能应用开发中，人工智能应用框架可以作为平台架构在人工智能应用开发中，人工智能应用框架可以作为平台架构的一部分，提供机器学习模型的开发、训练和部署服务。的一部分，提供机器学习模型的开发、训练和部署服务。平台工程可以提供统一的开发平台和工具链，包括人工智能应用框架的集成和支持，以简化人工智能应用的开发过程，提高开发效率和质量。而无服务架构可以提供计算资源的管理和扩展服务，为人工智能应用框架和平台工程提供支持。PyTorch 和 TensorFlow 是目前最流行的深度学习框架，通过计算效率优化、资源优化和压缩、硬件优化 30 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 和兼容性以及社区合作和共享等方面的努力，为绿色低碳化发展做出了积极贡献。计算效率优化上计算效率优化上，PyTorch 和 TensorFlow 等框架提供了自动微分功能，能够自动计算导数。这样可以优化和训练模型，减少手动计算导数的复杂性，提高计算效率。同时，框架支持异步计算，能够同时进行计算和数据传输，最大程度地减少计算等待时间，提高计算效率，降低能源消耗。此外，模型并行和数据并行，框架支持将大型模型拆分为多个部分，并在多个设备上并行计算，以加速模型训练和推理，降低整体能耗。资源优化和压缩技术上资源优化和压缩技术上，通过模型压缩和量化，框架提供了模型压缩和量化的技术，通过减少模型参数的数量、使用低精度数据表示和优化存储格式等方法，降低模型的能耗和计算复杂度。同时通过图优化和计算图分析，框架通过计算图优化和分析技术，可以对计算图中的操作进行重排、合并和优化，以提高计算效率和降低能耗。此外，通过内存管理和数据重用，框架提供内存管理机制和数据重用策略，避免不必要的内存分配和数据复制，减少能源消耗。硬件优化和兼容性上硬件优化和兼容性上，通过硬件加速器支持，这些框架与硬件供应商合作，支持各种硬件加速器，如图形处理器（GPU）和神经网络处理器（NPU），充分利用硬件加速器的优势，提高计算效率，降低功耗。同时，通过模型库和算法优化，框架提供了丰富的模型库和算法优化，针对不同硬件平台进行优化，使得模型在特定硬件上运行更高效，提高能源利用率。此外，丰富跨平台兼容性，框架在不同操作系统和硬件平台上都具备较好的兼容性，使得开发者可以在各种设备上灵活使用，从而降 31 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 低硬件升级的需求，减少资源消耗。社区合作和共享上社区合作和共享上，PyTorch和TensorFlow 等框架拥有庞大的开源社区，开发者可以共享经验、优化代码和模型，减少重复劳动，提高能效。同时，框架提供了丰富的教程和文档，帮助用户理解和使用高效能的模型开发和训练方法，提高用户的技术水平，进而在实践中促进绿色低碳化发展。除PyTorch、TensorFlow等人工智能框架外，还有些平台软件也针对大型 AI 模型的开发、训练进行了优化，例如开源软件 DLRover 可以帮助 AI 模型开发人员更专注模型架构设计，而无需关心工程实现方面的问题如硬件加速、分布式运行等，可以让大型 AI 模型的分布式训练变得简单、稳定、快速且绿色。在应用产品设计和优化上，还需要考虑发展绿色算法，优化策在应用产品设计和优化上，还需要考虑发展绿色算法，优化策略和参数设置，降低代码运行能耗。略和参数设置，降低代码运行能耗。在算力设备上运行的应用程序，其架构和设计可以影响服务器的利用率。没有设计成利用并行处理或分布式计算能力的应用程序可能无法有效利用算力资源。高效的软件设计和优化在最小化 CPU 利用率方面起着至关重要的作用。编写良好的代码可以消除冗余计算，减少不必要的循环。同时使用高效的算法，利用提供更快访问和处理的数据结构，可以提高应用程序的整体性能，减少不必要的计算。同时，高效的内存管理和缓存技术对于优化也至关重要。内存池、缓存和最小化内存碎片等技术可以帮助减少内存开销并提高应用程序性能。在内存管理方面，当前使用了各种技术来优化应用程序的性能，如内存映射文件、虚拟内存和物理内存等技术。在缓存技术方面，使用了 CPU 缓存、磁盘 32 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 缓存和网络缓存等。以 OceanBase 为例，基于 LSM Tree 的高级压缩技术可以大幅降低存储成本，支付宝某核心业务从 Oracle 迁移到OceanBase后，数据压缩了三分之二，由100TB压缩到33TB。此外，通过自研的高性能分布式事务处理引擎、SQL引擎以及负载均衡等机制，提升数据库的运行效率，在同等算力水平上可以承载更多的业务负载，提升资源使用效率。（三）能效监控指标多元化，深度融合人工智能技术（三）能效监控指标多元化，深度融合人工智能技术 算力平台的能效监测和评估功能用于监测和管理能源消耗和碳排放，结合数据分析和人工智能技术实现工作负载的优化，旨在确保数据中心及算力设备的能源效率，同时降低碳排放，实现绿色、低碳、可持续的运营效果。资源和碳排放监测是实现低碳运营的基础。资源监测资源和碳排放监测是实现低碳运营的基础。资源监测是指对数据中心和算力设备的资源消耗进行实时监测和记录，包括电力系统、制冷系统、环境温湿度、IT 资源、IT 负载、PUE 等方面的运行概况，通过实时监控系统的关键指标了解数据中心的资源消耗情况，发现任何异常或潜在的能源浪费，并及时采取措施应对。随着业务发展中的低能耗要求提升，针对硬件算力资源，常见的监测指标从 CPU利用率、内存使用情况、网络流量、磁盘 I/O 等延伸至面向业务的综合算力效用指标。实时监控利用如剖析器和跟踪工具，可以帮助确定 CPU 高使用率的区域，并优化相应的软件组件。碳排放监测碳排放监测是 33 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 对数据中心和算力设备的碳排放进行监测和记录。通过了解碳排放情况，可以采取措施减少碳排放，实现低碳运营。能效分析和人工智能调优是实现低碳运营的关键。能效分析能效分析和人工智能调优是实现低碳运营的关键。能效分析是对数据中心的能源效率和性能进行综合分析。通过分析历史数据和当前数据，进行资源分配决策、容量规划和确定性能瓶颈。针对硬件算力资源，通过收集系统日志以及关键的性能指标，如响应时间、吞吐量、并发连接数等，可以深入了解系统的运行情况和潜在问题，日志分析可以帮助定位故障、发现异常行为，并为性能优化提供有价值的线索。然后，对数据进行分析可以得出资源的利用率等情况，包括CPU、内存、存储和网络等方面。随后通过监测资源利用率，可以确定系统是否存在资源瓶颈，并优化资源分配以提高整体性能。人工智能调优人工智能调优是指在数据中心环境中，结合大数据处理、机器学习、AI 算法等人工智能手段分析系统及各个节点的负载情况，然后根据这些信息自动调整任务的分配，使负载达到平衡。这使得系统能够及时响应工作负载变化和需求波动，帮助组织提前做出资源分配和调度的决策，从而减少资源浪费和缩短响应时间，更有效地管理和优化其 IT 资源，提高性能并确保系统的稳定性，提供更好的用户体验。英国的 Deep Mind 公司用数据中心的历史数据训练神经网络系统，预测未来数小时的温度和工作负荷，实时推送出节能方案，削减了谷歌数据中心制冷能源费用达40%。蚂蚁集团结合人工智能和大 34 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 数据资源画像能力，对上层业务应用未来 24 小时资源的使用需求进行智能预测，并综合异构算力归一、工作负载 Serverless 化、实践平台工程和配置代码化等技术，实现业务所需计算资源的快速扩缩容和统一调度，目前的预测准确度超过 90%，并结合性能持续优化（Continuous Profiling）的能力动态监测分析和实时优化，已节约数十万核资源。35 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 五、五、实现算力赋能绿色实现算力赋能绿色 算力赋能算力赋能是算力产业链的最终环节，是指将算力作为驱动生产方式变革和数字化转型的关键要素，应用于金融、交通、能源等行业，赋能各行各业实现能源效率提升、数字化转型推进及供应链优化。绿色算力是算力在节能环保方向的进一步细化，通过采用更环保的算力设施、更高效的硬件设备、更优化的系统设计等方式使算力具备绿色属性。绿色算力的更高追求是实现赋能应用的绿色化，绿色算力的更高追求是实现赋能应用的绿色化，具体而言，用户在应用和消费时既能利用绿色算力的数字化优势提具体而言，用户在应用和消费时既能利用绿色算力的数字化优势提高生产效率，又能利用绿色算力的绿色化优势推动经济社会节能降高生产效率，又能利用绿色算力的绿色化优势推动经济社会节能降碳，碳，充分发挥全局性、先导性和长期性特征，实现经济社会高质量发展和绿色转型同步进行。（一）绿色算力加速科研技术革命（一）绿色算力加速科研技术革命 高校和科研院所是基础研究、原始技术创新的策源地。高性能计算、理论研究和实验成为当今高校开展科学研究的三大支柱，特别是高性能计算已成为衡量学校科研实力的重要指标。随着学校师生对高性能计算的算力需求不断增加，算力成为科研重要的计算资源和工具，助力基础科学的研究。在科研型教学模式的推动下，建立一个高效可靠的高性能计算中心成为高校信息化发展的重中之重。与此同时，人工智能正以前所未有的速度向前发展，高校和科研院所作为我国发展人工智能技术的重要高地，肩负着该领域人才培养、科学研究和科技创新的责任。加强对人工智能相关技术的创新和探 36 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 索，已成为当前各高校和科研院所备受关注的方向之一。具有人工智能的算力平台将会高效助力科研人员在科学研究上的突破，以及在多学科交叉领域的创新。高校和科研院所科研的数据中心需要长时间运行，且计算资源密集度具有时间差异，因此，算力资源的绿色和节能成为重要考量因素。算力平台可应用算力资源的管理、调度和均衡等技术，实现算力资源的动态化，达到绿色节能，节省科研成本。一些重要领域的计算、仿真、模拟也可以应用绿色算力，缩短研究周期，加速科研技术的创新和应用。上海交通大学计算中心“思源一号”可在极为有限的空间内提供 6 千万亿次/秒的强大算力，为上海交大基础科研和重大项目提供算力支持。该算力中心采用动静分离设计，实现超高计算密度与功耗密度。应用了联想第五代温水水冷技术，系统PUE 可以达到 1.1。通过温水散热技术，系统产生的余热可为其他基础设施供热，比如实验楼球形大厅冬天供暖、食堂厨房热水加热、地下室除湿，以及拓扑量子和时间投影两个实验室的空调温控。如此余热回收再利用，替代原来需要消耗的电力、燃气能源，可实现每年 950 吨、约 10%比例的额外碳排补偿。2022 年，“思源一号”在中国高校 HPC 算力排名中位列第一。（二）（二）绿色算力赋能产业节能低碳绿色算力赋能产业节能低碳 绿色算力助力工业智能低碳发展。绿色算力助力工业智能低碳发展。工业领域是“双碳”战略的重点领域，其低碳发展水平直接影响全国整体“双碳”水平。我国 37 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 工业领域正在向新型工业化道路转型，其中离不开应用数字化技术创新引领的产业转型升级。尤其在工业互联网领域，生产数据体量日益增大，对数据高效便捷处理的诉求愈发强烈。作为工业互联网领域新的动力引擎，绿色算力和工业互联网融合协同，一方面，“算力”可以实现工业制造生产环节数据的高效流动和制造流程质效提升；另一方面，“绿色”融入算力血脉中，随算力流动，企业应用算力时，产生的碳排放更低，为工业企业降低碳足迹提供了解决思路。位于长沙的大唐先一新能源集控中心，接入了中国大唐集团分布在湖南偏远地区的光伏、风电和水电数据，通过联想的高性能高可靠服务器组成强大后台，对分布在湖南全省的海量发电设备进行“少人值守、无人值班、区域管理”运行监管，进一步实现了降本增效。绿色算力助力建筑精细化设计运维。绿色算力助力建筑精细化设计运维。现阶段，建筑能耗已占我国城市总能耗的30%，且该比例正在增大。随着“双碳”目标的进一步落地，建筑行业长期以来存在的发展模式粗放、生产效率低、工业化程度低、资源浪费大、建筑成本高等问题亟待解决。绿色算力赋能建筑行业低碳节能，通过数字化技术应用的推广，推动建筑设计、施工和运维等各个环节的智能化和高效化，为人脸识别系统、智慧停车系统、楼宇智能运维系统、建筑能源数字化系统提供计算支撑作用，实现资源高效汇集、数据畅通流转、提高管理效能。美国的 Verdigris 公司利用人工智能技术实现非侵入式负载监控，实 38 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 时自动检测建筑用能设备，包括暖通空调冷却塔、电动汽车充电桩、手机充电器、笔记本电脑等，可将客户的能源消耗降低 20%-50%。绿色算力助力金融规模效益质量均衡发展。绿色算力助力金融规模效益质量均衡发展。金融行业数字化、智能化改造一直在各行业中处于较为领先水平。数字化与业务深度融合，大数据分析和人工智能在产品创新、实时风控、精准营销、智能客服、智慧网点、量化交易等场景实现广泛应用，全面支撑金融创新业务场景、降低金融风险、节省运营成本、提升客户体验等。随着算力应用规模的持续增长，如何实现资源利用的降本增效、绿色减碳成为金融机构共同关心的问题。蚂蚁集团自研的绿色计算体系目前已经覆盖了蚂蚁集团内部包括支付宝、网商银行在内的服务器集群。以支付宝为例，通过落地云原生服务网格将基础设施和业务解耦，极大提升了运维效率和稳定性；通过在离线等不同业务形态混合部署模式，大幅提升资源利用效率，硬件资源成本节约可达40%，节省上万台服务器资源。（三）绿色算力构建社会治理新格局（三）绿色算力构建社会治理新格局 绿色算力搭建智慧城市信息底座。绿色算力搭建智慧城市信息底座。智慧城市建设成为多地的重点工作之一，城市内无时无刻不在产生海量的政务、社会数据，增加了城市治理的复杂度，智慧交通、智慧水务、智慧税务、智慧应急、智慧消防、智慧医疗、智慧教育、智慧文旅等智慧城市应用场景的开放离不开算力技术的支持，算力辅助智慧城市建设，提升城市“脑力”，让城市更智慧，绿色融入城市基因，打造城市生态特 39 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 色，让城市更低碳，也让生活更美好。中国移动（铁岭）清河数据中心利用电厂老旧厂房，通过部署双层双联微模方，采用“工程服务 产品”的总承包模式，仅用 6 个月即完成项目交付，敏捷高效的满足了政务云业务需求，成为当地工业厂房“变废为宝”标杆案例。利用厂区内闲置空地建设分布式光伏，配套储能设施，减少了市电引入和油机布装，项目年均减排二氧化碳 6037 吨。同时，减少旧建筑拆除、新建厂房和材料运输碳排放 600 吨，具有建设周期短、节能环保、高效安全等特点。为当地带来良好的经济效益、社会效益和环保效益。新华三在济南北方医疗大数据项目中，大量采用预制化技术，减少数据中心建设过程中的碳消耗，提高了效率，为绿色算力的信息化基础做出创新。在 2022 年北京冬奥会、冬残奥会期间，北京气象局搭建了 800 台高性能计算系统，满足 724 小时无休的天气、气候及环境气象业务应用需求，兼顾试验和业务研发的应用需求，相较于此前冬季体育盛会每隔 15 分钟更新一次气象数据，实现了冬奥历史上首次精确到分钟级和百米级的气象预报。在 2023 年杭州亚运会期间，联想助力浙江省气象局打造了包含物理及虚拟计算资源池、存储资源池及气象大数据资源池在内的综合气象算力资源平台，实现三维、分钟级、多要素气象立体综合监测网构建的“赛场精准预报模式”。绿色算力蕴育大模型时代万业革新。绿色算力蕴育大模型时代万业革新。互联网领域，以 AI 算力为基础的智能语音助手、智能算法推荐、AI 美颜、AI 抠图早已成为各类互联网应用的标配，AI 绘画、AI 短视频制作、AI 数字人直播等应 40 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 用及技术产品遍地开花，泛娱乐领域创作生态全面革新。国内外互联网厂商纷纷布局人工智能大模型领域，大模型的发展带来了生成式 AI（AIGC）应用的爆发，为用户提供突破性创新机会，甚至带来了人类生产力工具的颠覆式革新。与此同时，高能耗和高算力的需求也随着而来。大模型的数据处理量巨大，带动数据中心耗电量快速增加，GPT-3 大模型每次训练，碳排放量高达 552 吨。大模型进一步加剧了算力焦渴，以 176B 参数规模的大模型为例，FP16 精度下，训练过程内存峰值会达到 2800G ，需要 35 张以上 80G 显存的 GPU 才能容纳。建立兼顾性能和能耗的绿色算法度量标准，构建绿色集约的大模型成为互联网领域绿色高质量发展的必然要求。腾讯发布全新的 AI 智能创作助手“腾讯智影”，智影数字人能实现“形象克隆”和“声音克隆”，创作者通过上传少量图片、视频和音频素材，就能得到自己的数字人分身和定制音色，进而快速生成自己的数字人播报视频，腾讯智影还接入了数字人直播，可实现 724 小时不间断开播。41 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 六、六、绿色算力发展的挑战与建议绿色算力发展的挑战与建议 （一）加强绿色算力政策保障（一）加强绿色算力政策保障 算力基础设施绿色化、低碳化、智能化发展是我国“十四五”期间的发展的主旋律，“绿色数据中心”“绿色智能的数据与算力设施”“新型智能算力生态体系”成为了各相关政策文件关注的焦点。但当前以绿色算力为施策方向，针对软件平台高效集约、算法应用绿色低碳进行统筹规划的政策文件较少，缺乏从用能开始，经过生产调度，再到落地应用的算力全流程一体化规划设计。未来，在政策规划上，要构建高效协同的绿色算力技术产业生态，积极引导绿色算力创新体系建设，培育全栈绿色化算力创新联合体，搭建具备节能环保绿色低碳属性的算力基础设施。支持算力企业提升自主创新水平，加大研发投入，提升核心技术竞争力，不断拓展绿色算力服务边界。在数据中心领域，围绕碳利用效率、碳中和评估、IT 设备能效已经存在了相应标准和规范，但绿色算力标准体系还存在空白，对于术语、定义等基础性标准尚不完善，计算评测、分类分级方法亟需制定。未来，要建立和完善绿色算力标准体系，推进标准在算力基础设施等相关重点企业和重点领域中的应用，对算力全生命周期绿色化提供指导和建议。（二）夯实绿色能源底座支撑（二）夯实绿色能源底座支撑 能源是算力产业发展必不可少的驱动力，算力流转中的每一个过程都与能源利用密切相关，无论是服务器的运转、制冷散热设备 42 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 的驱动，还是大模型平台资源调度都离不开持续稳定的能源支持。因此，能源使用的绿色化在促进绿色算力发展中扮演着举足轻重的角色，但当前仍面临着诸多挑战，包括提高清洁能源在电力结构占比的同时保证供电安全稳定、建设数据中心微电网或源网荷储一体化项目并确保电力供需平衡、研发适合数据中心用能情况的储能技术、解决数据中心园区分布式能源并网问题、减少数据中心冷却和通风系统的能源消耗等问题。算力的全方位建设为算力设施领域带来了新的发展机遇，同时也提出了更高的要求，其发展将直接影响到算力绿色化的质量和效果。未来，要全面夯实绿色算力底层基础，筑牢产业创新发展底座，引领算力能源供给侧关键核心技术创新，支持能源主体加快提升新能源电力供给比例，针对维持电力稳定不间断问题加强微电网系统研究与构建，开展储能材料探索和技术研发，针对制冷低功耗需求着力推动液冷相关技术创新、探索余热回收等节能方向。（三）巩固绿色设备技术创新（三）巩固绿色设备技术创新 算力设备是决定算力供给能力的关键，算力生产的多少主要取决于计算芯片的运算能力，另外还需要存储和网络等相关设备的协同配合，算力才能够更好的发挥生产力作用。我国算力设备规模正持续增长，截至 2023 年 6 月，我国在用数据中心机架总规模已超760 万标准机架，已建设 130 条干线光缆，存储规模不断扩大。实现算力设备绿色低碳运行是实现算力产业链整体节能高效的重要一步。43 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 当前，算力设备绿色发展仍面临应用成本和技术水平方面的双重制约，包括在算力设备规模不变的情况下降低总用电量、提高服务器算力碳效水平并控制相应经济成本、采用低功耗的处理器架构突破技术制约、研发先进存储提升存储设备能效、聚焦运载设备创新降低算力传输损耗。未来，要继续巩固和发展算力基础设施设备绿色化，从设备选型、系统部署、配套设施的全流程进行绿色技术研发和创新应用，支持深度应用浸没式冷板式液冷服务器，推动研发高性能的 AI 芯片，使用先进闪存介质降低能源消耗，探索存算分离架构结合高密存储带来的能耗节约。（四）聚焦绿色平台能力建设（四）聚焦绿色平台能力建设 不同于算力设施或算力设备以实体或硬件形态存在，算力平台是基于互联网技术发展而构建出的软件环境，使用算力平台，向上可以统筹管理算力设备输入的硬件资源，向下赋能行业应用满足工业、金融等各个行业的算力消费需求，是帮助产业实现算力灵活调配和高效应用的重要支持。从产业链整体看，由算力平台服务商、云服务商等构成了产业链中游，当前产业对于优化算力平台的能耗的关注不足，而该环节恰好存在巨大的提升空间。当前，先进的平台正致力于采用先进软件技术复用有限的算力资源、深入业务场景通过“软硬结合”手段提高服务效率。未来，产业将聚焦软件技术使其充分激发硬件的性能潜力，包括根据服务框架、计算框架、存储引擎的属性进行硬件性能动态调节优化，运用 AI 和大数据能力进 44 绿色算力技术白皮书 ODCC-2023-0500K 行历史数据分析和未来趋势预测实现工作负载绿色，进一步深化平台算法能力优化策略和参数设置，降低代码运行能耗。（五）深入挖掘应用场景价值（五）深入挖掘应用场景价值 算力作为数字经济时代核心生产力，在经济社会各领域都得到了广泛应用，且由于算力本身所具备的高效性和高灵活性等特点，算力在赋能应用的进程中，不断催生新技术、新模式、新业态，助力各行各业加快数字化、智能化转型，绿色化智能化赋能效果显著。随着算力在各领域应用的走深向实，算力应用正逐渐由互联网行业向交通、工业、金融、政务、医疗、教育等传统行业加速渗透，应用场景也从通用场景拓展到行业特定场景，如智能座舱、智慧城市大脑、AI 数字人等。但不同应用场景对算力的需求不一，如何处理好多样化需求与低能耗低排放的关系仍是算力产业亟待解决的问题。未来，在应用层面，要继续拓展算力在数字经济、数字社会上的赋能范围，广泛建立算力绿色低碳化标识，形成绿色算力消费的碳减排方法论，引导消费者在日常生活中选择消费绿色算力，促使产业上游供给绿色算力以满足消费需求，倒逼生产方式实现算力产业整体绿色低碳发展。

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嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展研究团队：清华四川能源互联网研究院：邱小燕、蔡元纪绿色和平：吕 歆、王昕楠、叶睿琪、黄涵榕鸣 谢：感谢阿里巴巴、海澜电力、合盈数据、科思创、内蒙古电力交易中心、秦淮数据、腾讯、万国数据、中广核新能源、中核汇能给与的建议与支持。（按首字母顺序排序）特别感谢徐征在研究过程中给与的专业指导与支持。感谢刘昊（中国可再生能源学会 青年委员会 委员）、李嘉懿、李星宇、唐大旻、王赫的建议与支持。（按姓氏首字母顺序排序）发布于 2023 年 11 月嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展1执行摘要2第一章：研究背景4 1.1 中国可再生能源发展现状及趋势4 1.2 中国可再生能源消费方式及现状4 1.3 可再生能源全面参与市场化交易的主要风险5第二章：长期购电协议7 2.1 长期购电协议是支撑新能源长效发展的关键7 2.2 长期购电协议的合约条款9 2.3 小结10第三章：嵌套式长期购电协议12 3.1 嵌套式长期购电协议的概念12 3.2 嵌套式长期购电协议与绿色电力套餐13 3.3 小结14第四章：嵌套式长期购电协议的应用价值15 4.1 嵌套式长期购电协议对电力用户的价值15 4.2 嵌套式长期购电协议对发电企业的价值16 4.3 嵌套式长期购电协议对售电公司的价值17 4.4 小结17第五章：中国嵌套式长期购电协议的发展思考19 5.1 嵌套式长期购电协议的意义与价值19 5.2 嵌套式长期购电协议的挑战及分析20第六章：总结与建议22注 释23目 录图表目录表 1 可再生能源长期购电协议/绿色能源合作协议/框架合作协议案例（部分）8表 2 嵌套式长期购电协议与绿色电力套餐对比14图 1 嵌套式长期购电协议12图 2 绿色电力套餐模式13嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展2执行摘要展望未来，在中国“3060”双碳目标的指引下，以风、光为主的可再生能源将成为能源绿色转型的主导力量。到 2030 年，风电、太阳能发电总装机容量需实现 12 亿千瓦以上的目标1。到 2060 年，预计中国风电、太阳能发电总装机容量将近 64 亿千瓦，占总装机容量近 80%，占总发电量超过 70%2。回归当下，可再生能源如何高质量、低成本地平稳发展，实现“十四五”期间从能源电力消费的增量补充到增量主体的角色转变3，成为关键命题。过去的十余年，中国可再生能源的装机规模与发电量实现了跨越式发展。国家能源局数据显示，截至 2022 年底，中国可再生能源装机达到12.13亿千瓦，占全国发电总装机的47.3%；2022年，可再生能源发电量达到2.7万亿千瓦时，占全社会用电量的31.6%4。未来十年，在可再生能源发展从政策驱动逐步转为市场驱动的新阶段，可再生能源买家（电力用户）将走上舞台，发挥重要角色，从需求侧推动可再生能源市场化转型与发展。2021 年绿色电力交易试点工作方案出台，中国绿色电力消费开启了新模式。当前，多个省级电力市场已经从试点迈向常态化交易，初步形成了基于电力中长期市场体系框架的绿色电力交易，即一年一签的绿色电力年度双边协商交易。相较之下，3-10 年的多年期绿电交易仍较为少见。未来，绿电交易如何突破年度交易的限制，加速走向多年期合约，将成为影响可再生能源市场稳定发展的重要因素。基于此契机，绿色和平与清华四川能源互联网研究院开展了深入的研究合作，旨在全面探索嵌套式长期购电协议在中国落地应用的可行性，为更广泛的企业提供稳定的绿色电力供应保障和多样化的绿色电力消费模式。同时，本报告也尝试探讨嵌套式长期购电协议对市场主体的价值，并提出相关发展建议，以鼓励更多的企业参与绿电消费，试点新型交易模式，推动可再生能源长效发展。本报告主要采用了文献研究与专家访谈相结合的方法。第一章梳理了中国可再生能源发展的现状与趋势，以及市场主体面临的绿电交易风险与挑战。第二章和第三章分别介绍了长期购电协议与嵌套式长期购电协议作为有效的绿电交易避险工具，其具体模式与应用现状。第四章结合专家访谈，梳理了嵌套式长期购电协议对各市场主体的价值。第五章和第六章在此基础上，进一步讨论了嵌套式长期购电协议在中国绿色电力市场落地应用的挑战，并提出了相关政策建议与企业建议，为该模式的试点与推行提供初步方向。主要发现嵌套式长期购电协议(Sleeved Power Purchase Agreement)是一类特殊的长期购电协议，能够有效地解决长期购电协议在长周期运行下市场主体的交易风险。在该模式下，电力用户与发电企业签订双边购电协议，电力用户与售电公司签订背靠背的镜像协议，授权售电公司为其采购平衡电力并为此支付相应的管理费（嵌套费用，sleeving fee）5 6。其中，售电公司指具备售电资质、能够向用户开展售电服务的、包括提供负荷聚合的服务商等在内的广义的售电公司。基于研究，报告发现嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展31 嵌套式长期购电协议将有效推动可再生能源产业向高质量、大规模稳步发展。长期购电协议是帮助发用双 方管理负荷与价格风险的重要工具，嵌套式长期购电协议的引入，能够进一步助力不同市场主体充分发挥 各自优势，规避运营风险，并提供灵活、创新的交易模式。2 嵌套式长期购电协议能够为多方市场主体创造价值。1)对于电力用户，嵌套式长期购电协议能够提供价格的可见性；帮助电力用户锁定电力成本，稳定电力供 给；助力其低碳转型发展，并进一步分摊电力用户的市场风险，提供更加多元化的发电侧资源选择。2)对于发电企业，嵌套式长期购电协议能够促进发电企业的可再生能源消纳，提供稳定的电价收入预期；对于有意向投资建设可再生能源项目的发电企业，能够拓展项目的投融资渠道。此外，能够降低发电企 业的运营风险，并提供更加贴近用户侧的可靠合约选择。3)对于售电公司，嵌套式长期购电协议提供了新的商业模式，以及长期稳定的收入来源。3 在电力市场建设方面，嵌套式长期购电协议丰富了可再生能源的交易模式，有利于促进可再生能源消费规 模的扩大。此外，通过引入第三方主体为发用双方提供平衡与负荷管理服务，能够降低电网平衡风险，并 促进电力系统灵活性资源的建设。政策建议：嵌套式长期购电协议能够一定程度上助力市场主体规避运营风险，提升可再生能源供需双方匹配的意愿，从而促进可再生能源市场化规模的进一步扩大。为推动嵌套式长期购电协议在中国的落地与试点，进一步拓展可再生能源消费模式，扩大交易规模，报告提出以下建议：1 完善定价机制，加强电能量价值、绿色环境价值、灵活性资源价值之间的传导与衔接。2 推动电力系统灵活性资源建设，鼓励多方主体通过试点嵌套式长期购电协议等模式挖掘灵活性资源价值。3 提升售电公司提供平衡与负荷管理服务的能力，并进一步理顺嵌套式长期购电协议下多方主体的权责划分、履约监管、风险预警等问题。企业建议：在中国低碳转型方向与远期目标明确，相关配套政策不断完善的前提下，电力用户作为消费主体，应当化压力为动力，主动向碳中和与可再生能源消费转型。嵌套式长期购电协议作为绿电交易的新型模式，能够有效助力企业的低碳发展目标。因此，为发挥行业引领作用，持续提升企业影响力与竞争力，报告建议企业从以下三个方面发力：1 尽快设立 100%可再生能源消费与全供应链碳中和目标。2 加速扩大可再生能源消费规模与消费比例，制定完善、切实可行的绿电消费综合路径，并积极披露可再生 能源项目进展、绿色权益归属等信息，加强绿色电力的可追溯性。3 加强多方合作，针对自身绿电消费需求，积极与电网、发电方、售电方合作，推动如嵌套式长期购电协议 等新型绿电模式在中国的试点与落地。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展4第一章：研究背景 1.1 中国可再生能源发展现状及趋势近年来，以风、光为主的可再生能源高速发展。2022 年风电、光伏新增发电装机占全国新增发电装机的62.7%7，成为电力新增装机的重要组成。“十四五”时期，中国进一步明确了可再生能源发展目标，据国际能源网/光伏头条不完全统计，30 省/市规划的“十四五”风电、光伏新增装机目标超过 874 吉瓦8。与此同时，在技术进步和项目开发经验成熟等因素的共同作用下，可再生能源的发电成本正在逐渐降低9。根据彭博新能源财经数据预计，在中国，如陆上风电等可再生能源品种的平准化度电成本已经低于火电10。可再生能源发展被视为能源低碳转型的必由之路，其为不断增长的能源电力需求和与之而来的温室气体排放提供平衡。通常，可再生能源发展面临一系列的经济性挑战，包括技术成本、融资障碍等，与传统能源相比，尽管可再生能源的运营成本更低，但可再生能源前期投资需要更高的初始成本11。因此，在可再生能源的初期发展阶段，需要强有力的政策引导。中国可再生能源市场的高速发展得益于政府的积极支持和政策引导。自 2006 年可再生能源法颁布实施以来，相关政府部门颁布了一系列政策以支持和引导可再生能源的高质量发展，包括可再生能源能源上网电价补贴政策，以缓解可再生能源面临的高成本障碍并保障可再生能源能够具备稳定的投资收益；可再生能源发电技术研发支持政策及研发投资补贴，以促进可再生能源发电技术的稳步提升，从而降低发电成本12。随着中国可再生能源产业的加速成熟，产业技术与经济性水平不断提高，针对可再生能源的补贴逐步退坡13。2019 年，国家发展改革委、国家能源局出台关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知，推进建设不需要国家补贴执行燃煤标杆上网电价的风电、光伏发电平价上网试点项目14，可再生能源迎来去补贴时代。2021 年，国家发展改革委关于 2021 年新能源上网电价政策有关事项的通知提出，2021 年起，对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目，中央财政不再补贴，实行平价上网 15。在全面去补贴之后，加速可再生能源市场化建设与完善相关政策发展机制成为推动可再生能源发展的关键任务。1.2 中国可再生能源消费方式及现状为促进可再生能源能源消纳利用，在传统电力市场的基础上，中国初步构建了以绿电交易为主要手段，辅助以绿证交易的市场机制，以充分反映绿电的电能量价值和环境价值16。2021 年 9 月，中国启动绿电交易试点工作以来，一系列政策的出台，进一步完善和丰富了绿电市场化交易的模式与规则。北京电力交易中心绿色电力交易实施细则和南方区域绿色电力交易规则（试行）为绿电交易在全国范围内展开奠定基础，提供规范17。国家发展改革委、财政部、国家能源局关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展5电力消费的通知明确以绿证作为中国可再生能源电量环境属性的唯一证明，实现绿证核发全覆盖18。部分省市在此基础上通过一系列强制性政策刺激可再生能源消费的需求。例如，江苏省促进绿色消费实施方案提出，到 2025 年，高耗能企业电力消费中绿色电力占比不低于 30。然而，市场的建设并非一蹴而就，中国可再生能源交易从规模和模式上仍有进一步扩展的空间。从交易规模上，中电联数据显示，2022 年，全国各电力交易中心累计组织完成市场交易电量 52,543.4 亿千瓦时，占全社会用电量的 60.8%，市场化交易成为主流；然而，全国省内绿电交易电量仅为 227.8 亿千瓦时，不到全国省内电力直接交易总量的 1 。交易模式方面，由于中国的可再生能源市场仍处于建设阶段，企业参与可再生能源市场化交易可以尝试的模式主要包括以下两种：第一种是直接参与由交易中心组织的绿电市场交易。用电企业通过直接购买或由售电公司代理的方式购买绿色电力，交易模式主要包括双边协商、集中竞价、挂牌交易等方式，用电企业依据合同实际执行情况进行结算并获得相应的绿色电力证书21。第二种是电力用户成立新能源发电公司，直接投资或通过与开发商合资建设集中式可再生能源发电项目，项目可以通过市场化的手段参与市场交易22。企业作为电力消费的终端用户，近年来对于绿色电力的需求不断提升，以阿里巴巴、腾讯、秦淮数据、万国数据为代表的互联网科技企业，以巴斯夫、科思创为代表的国际化工企业纷纷推动扩大绿电交易规模，或试点新型绿电交易模式。在中国绿色电力交易体系构建不断完善，企业绿电消费需求蓬勃发展的背景下，中国可再生能源交易品种与模式有望进一步扩大。这一改变将有赖于政策制定方、发电方、售电方和终端电力消费用户的共同推动与多方协力。本研究报告主要讨论了可再生能源参与市场化交易的机制与途径，企业自建可再生能源电站自发自用、非捆绑绿证 交易等可再生能源消费模式不在本研究讨论的范围之内，分布式项目参与市场化交易尚未纳入本研究讨论范围。1.3 可再生能源全面参与市场化交易的主要风险目前中国绿电市场尚处于建设阶段，政府通过一系列政策来支持与推动可再生能源的交易与发展。从顶层设计上，2022 年，国家发展改革委、国家能源局印发关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见，提出两个关键时间节点，到 2025 年，全国统一电力市场体系初步建成，有利于新能源、储能等发展的市场交易和价格机制初步形成；到 2030 年，全国统一电力市场体系基本建成，新能源全面参与市场交易23。在推动平价可再生能源项目全部参与绿电交易的基础上，国家发展改革委、财政部、国家能源局关于享受中嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展6央政府补贴的绿电项目参与绿电交易有关事项的通知指出，要稳步推进享受国家可再生能源补贴的绿电项目参与绿电交易，以更好满足市场对绿电需求的现实需要24。随着新能源入市的推进，可再生能源发电侧主体正面临着多种市场政策演化所带来的不确定性。可再生能源发展初期，补贴政策是中国可再生能源快速扩大装机规模的重要“推手”，新建可再生能源项目通过保障性收购、补贴上网等政策机制确保了收益预期的稳定、可观25。在参与电力市场后，可再生能源资产从稳定的价格预期转变成为基于市场波动的不稳定价格预期，需要升级相应的资产价值评估方法学并配合妥善的资产运营手段。而对于发电方来说，营收的不确定性上升，将对企业盈利能力、抗风险能力、精细化管理能力等提出更高要求。此外，在从全面保障性收购转向全面市场化交易的新阶段，可再生能源发电方所面临的发电量偏差风险无疑将进一步扩大。具体来说，可再生能源受到天气因素影响，出力存在波动性和不确定性。可再生能源在参与市场交易时无法像传统可调度的火电机组准确的控制出力情况，仅能依据出力预测在远期或年度交易时间窗口提供预期发电量及曲线。在市场结算环节，可再生能源需要依据自身实际出力曲线与其在出清申报前的申报电量进行差异结算。以国家发展改革委、国家能源局发布的电力现货市场基本规则（试行）中对电能量批发市场的结算方式之一为例，中长期合同电量按中长期合同价格结算，并结算所在节点/分区与中长期结算参考点的现货价格差值，实际电量与中长期合同电量的偏差按现货市场价格结算26。这意味着，可再生能源出力预测与可再生能源实际发电情况所产生的偏差电量暴露在波动的市场价格环境下。现货交易主要开展日前、日内、实时的电能量交易27，能够更加及时地反映电力供需关系和价格波动。由于可再生能源发电具有同时性，当新能源占比进一步提高时，在现货市场中，可再生能源不可避免面临价格踩踏风险；以光伏为例，部分地区光伏占比较高，电力富余和电价下跌的情况出现在午间时段；此外，光伏和风电集中发电将引发可再生能源发电时段之间的竞争，从而使得可再生能源在现货市场上难以获得预期的电价水平2829。根据远景智能极客院梳理，2023 年 1 月到 3 月，主要可再生能源现货省份的现货价格都呈现出早晚价格走高，而白天光伏大发，价格走低的特征30。因此，在国家发展改革委、国家能源局关于加快推进电力现货市场建设工作的通知指出有序推动新能源进入市场的背景下31，长周期电力合约在应对市场风险，保障新能源高质量发展方面的作用进一步凸显。可再生能源企业与电力用户需要在电力中长期市场与现货市场中找准平衡点。一方面，通过现货市场发现电力的商品价格，另一方面，通过中长期市场签订交易合同，提前锁定合约周期内的电力价格与交易电量，以长期可预见的营收或成本，对冲现货市场的电价波动所带来的交易风险。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展7第二章：长期购电协议2.1 长期购电协议是支撑新能源长效发展的关键长期购电协议(Power Purchase Agreement)，即电力用户与发电企业之间签署的长期电力采购合同，合同期限按需约定，可以长达十至二十年3233。通过长期购电协议，电力用户购买可再生能源项目所产生的电力，以及与之相对应的环境权益34。基于买卖双方自身的风险偏好，长期购电协议可以灵活匹配买卖双方需求，设计合约条款和市场风险的分摊和匹配35。长期购电协议按照是否具有实物交割划分为物理合约与虚拟合约，物理合约涉及电力的实时交割，虚拟合约则只是金融结算工具，用户电力购买模式无需更改，合约只是财务结算和绿证划转的依据36。在过去的十年里，长期购电协议经历了快速发展。根据彭博新能源财经统计，2022 年全球买家以企业长期购电协议的形式签订了总计 37.7 吉瓦的清洁能源，相较于 2012 年的 0.3 吉瓦的清洁能源，涨幅接近 125 倍，实现了跨越式的增长；从区域市场来看，欧美地区仍然是企业长期购电协议的主要市场，2022 年全年，美洲、欧洲、中东和非洲地区签订了共计 33 吉瓦的企业长期购电协议，占全球市场的 87%以上，其中美国企业长期购电协议签订量达到 19.9 吉瓦；亚太地区企业长期购电协议虽然占比不高，但发展潜力明显，企业长期购电协议签订量从 2021 年的 2.1 吉瓦上升到 2022 年的 4.8 吉瓦，增加了一倍以上37。伴随着企业纷纷设定可再生能源目标，积极推进能源转型，长期购电协议的发展有望进一步加速。自 2015 年新一轮电力体制改革以来，中国的电力市场体系建设迈上新台阶。一方面，根据国际能源署分析，中长期电力市场已经发展成为全国范围内最为成熟的市场类型，合约已覆盖总发电量的近半数38。另一方面，电力现货市场基本规则（试行）的发布意味着现货市场在试点探索之后，正向全面统一的新时期推进39。电力市场建设的不断完善为可再生能源长期购电协议的发展提供了必要的市场基础。中国正在积极推进可再生能源长期购电协议。2021 年，国家发改委、国家能源局正式批复了国家电网公司、南方电网公司的绿色电力交易试点工作方案，提出鼓励市场主体之间签订 5-10 年的长期购电协议40。2022 年，国家发展改革委、国家能源局关于做好 2023 年电力中长期合同签订履约工作的通知中提出，各地政府主管部门要积极引导市场主体签订一年期以上的电力中长期合同，对多年期合同予以优先安排、优先组织、优先执行41。尽管可再生能源交易尚处在起步阶段，在政策的支持与引导下，可再生能源长期购电协议已经具备市场雏形。值得关注的是，除少部分企业，买卖双方更多以较为开放的“合作框架协议”进行签署，具体的电量分解与定价细节尚无更多披露42。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展8表 1 可再生能源长期购电协议/绿色能源合作协议/框架合作协议案例（部分）信息来源：企业官网、微信公众号等，清华四川能源互联网研究院、绿色和平分析整理市场主体详 情海油电投通威新能源2023年10月，通威新能源与中海油电力投资签署了绿色电力长周期双边协议，协议签署后，通威新能源将为中国海油提供绿色电力资源 。巴斯夫国家电投2023年9月，巴斯夫与国家电投在之前框架协议的基础上，签署了一笔为期25年的购电协议，自2025年巴斯夫湛江一体化基地的蒸汽裂解装置及其核心投入运营之时，国家电投将每年为巴斯夫湛江一体化基地供应10亿千瓦时可再生能源电力 。液化空气三峡能源、三峡集团江苏分公司2023年6月，液化空气与三峡能源、三峡集团江苏分公司签署长期电力采购协议，每年采购可再生电力200吉瓦时，协议自2024年1月起生效 。科思创中国广核新能源控股有限公司2022年12月，科思创披露与中国广核新能源控股有限公司签署了多份为期多年的绿电购买协议，其中，从2023年1月起，科思创每年将从中广核新能源位于青海省的风电场和光伏电站采购约3亿度绿色电力，满足其上海一体化基地30%的电力需求。根据协议，从2023年起广州和佛山基地将使用来自中广核广东海上风电场的电力 。易信科技中广核太阳能（深圳）2021年12月，易信科技披露与中广核太阳能（深圳）有限公司签署绿色能源合作协议，在协议中，百旺信云数据中心计划在未来10年向中广核购买风电 。万国数据中广核新能源投资（深圳）2021年9月，万国数据在南方区域绿色电力交易签约仪式上与中广核新能源投资（深圳）有限公司签署了绿色电力合作框架协议，计划在未来10年内向中广核新能源合计采购不低于20亿千瓦时的绿色电力 。434445464748嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展92.2 长期购电协议的合约条款长期购电协议因为涉及多年期合约，合约条款较为复杂，通常买卖双方会在合约中约定电量结构、电价结构、合约周期、环境权益归属等信息。合约各方基于市场风险偏好及承受能力，确定合约结构，合理分摊合约及交易可能发生的多种风险。合约周期规定电力用户与发电企业的合约履行周期49。环境权益明确可再生能源能源环境权益（如绿证）的归属、划转周期和方式50。电价结构电价是反映买卖双方谈判策略的核心因素之一，在长期购电协议中，常见的定价机制包括固定电价、浮动电价、固定上下限电价等模式。固定电价5152固定电价是最为常见的一种定价模式，分为恒定固定价格，阶梯式固定价格，与指数增长固定价格。在固定电价模式中，买卖双方都需要承担市场价格波动的风险，电力用户承担未来价格下降的风险，发电企业则承担未来价格上涨的风险53。恒定固定价格：买卖双方在合约周期设定一个固定的电价，不随市场电价的波动而产生改变。阶梯式固定价格：买卖双方锁定起始电价，电价根据合同，约定逐年上涨或者下降电价的幅度。该模式可 以更好的匹配买卖双方未来电价的预期。指数增长固定价格：买卖双方锁定起始电价，该电价每年通常随通货膨胀率而上涨。浮动电价54在浮动电价中，买卖双方会相对于市场价格设定一个折扣比例，从而降低买卖双方面临的电价波动风险。此外，买卖双方也可以在折扣价格的基础上，设定上限/下限。当折扣电价低于或者高于下限/上限电价时，电价将按照下限/上限价格结算。固定上下限电价55在该结构中买卖双方设置电力价格的上下限，如果市场价格处于价格区间内，则依照市场价格结算。如果市场价格低于价格下限，则按照价格下限结算，保护发电企业免受电价过低的影响；反之，如果市场价格高于价格上限，则按照价格上限结算，避免电力用户承受电价飙升的风险。电量结构长期购电协议中，对于电量结构的划分常见模式包括以下四种：按发电量付费（Pay as Produced）、年度基荷（Annual Base Load）、月度基荷（Monthly Base Load）、固定小时（Fixed-hourly）模式。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展10按发电量付费模式56购电方以预先商定的固定价格购买全部或部分产量，买方承担电量风险。在该模式下，买卖双方没有约定固定电量，因此电量波动和负荷管理的风险通常由电力用户承担。年度基荷电量模式57在年度基荷电量模式下，发电方有义务在全年每个小时内向购电方提供一定的电量。随之而来的负荷管理和电量波动风险主要由发电企业承担。根据合约，如果发电量不足，发电企业需要在现货市场中购买电力提供给购电方；如果发电量过剩，发电企业需要将多余的电力出售。在该模式下，电力用户对电力的供应量和供应时间的稳定性更加确定，通常需要支付高于按发电量付费模式的价格。月度基荷电量模式58 由于可再生能源发电具备波动性和不可预测性，在年度基荷电量模式下，发电方需要每小时向购电方交付一定的电量，这对于受季节性和光照影响较大的风电场和光伏电站来说，存在交付难题。月度基荷电量模式下，考虑可再生能源生产的季节性特征，购电方根据月份的不同，以月度为单位购买不同的电量，这种模式对于风电场来说更加理想。固定小时模式59月度基荷电量模式考虑到了可再生能源发电的季节性变化，固定小时模式考虑到光伏电站的发电特性，约定小时为单位的电量交付义务。多样化的合约电价结构和电量结构的组合模式，构建了长期购电协议的灵活性结构，从而充分满足不同发电特性及不同风险偏好。2.3 小结长期购电协议由于其开放性及灵活性，成为帮助发用两侧管理负荷风险和价格风险的主要工具。在发电侧，可再生能源需要自远期开始，不断基于最新的负荷预测更新合约情况，并最终依据实际出力与其在出清申报前的申报电量进行差异结算。然而，长期购电合约可以基于合约条款妥善划分负荷管理风险，并基于风险偏好将相应风险向用电侧传导。针对用电侧而言，在用户试图更高比例的使用可再生能源时，需要解决负荷管理风险，即可再生能源发电曲线与用户用电曲线的差异性。电力市场合约关系要求供需关系时时对应，然而用户的用电行为却不可能与新能源发电曲线形成完全对应关系。在可再生能源不出力或出力不足的时段，用户需要从市场采购其他电力。特别是由于可再生能源出力波动性和不确定性，短时的差异使得用户的部分用电成本暴露在波动性极高的现货市场中。此外，在绿电合约的实际执行中，用户实际消费的电量与约定的电量存在偏差，电力用户和新能源发电厂商的嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展11权益可能会受到偏差电量结算和考核的影响60。根据北京市 2023 年电力市场化交易方案，对于电力用户、售电运营商因合同偏差电量结算引起的偏差资金，原则上在北京地区用户侧市场主体（电力直接交易用户、售电运营商）分摊；零售交易偏差结算中，售电公司与零售用户可协商确定偏差共担比例61。对于发电企业，以 甘肃省 2022 年省内电力中长期交易实施细则为例，对于发电企业超发电量按当月相应时段电网企业代理其他用户购电价格结算；少发电量按当月该时段电网公司代理其他电力用户购电价格 0.15 倍进行考核62。当前，根据电力中长期交易基本规则，在中长期交易市场，电力用户可参与批发交易或者零售交易63，以广东省为例，根据广东省售电侧改革试点实施方案，电力用户分为大用户和一般用户，大用户可自主选择向售电公司或发电企业购电，一般用户必须全电量进入市场，只可选择一家售电公司购电64，同时，根据广东电力零售市场管理办法，在一个交易周期内，零售用户只能向一家售电公司购电、登记零售合同，且全部电量均通过该售电公司购买65。通常，与发电企业直接签订协议的电力大用户需要自行承担负荷平衡及偏差考核工作。此外，部分电力用户出于保障性、投资回收及可再生能源额外性的考量，会以股权投资的方式参与可再生能源项目，保障日益增长的能源电力需求66。部分电力用户考虑选择通过市场化的运作方式，即发电公司、电力用户分别作为买卖主体，通过集团下属独立售电公司/售电业务板块签订绿电交易合同67。然而电力用户运营售电业务需要额外付出运营、技术与人力支持等一系列成本，对于尚未成熟开展售电业务的电力用户来说将面临很大挑战。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展12第三章：嵌套式长期购电协议3.1 嵌套式长期购电协议的概念嵌套式长期购电协议(Sleeved Power Purchase Agreement)是一类特殊的长期购电协议，能够有效地解决长期购电协议在长周期运行下市场主体的交易风险。在该模式下，电力用户与发电企业直接签订双边购电协议，电力用户与售电公司签订背靠背的镜像协议，授权售电公司为其采购平衡电力，并为此支付相应的管理费6869。在项目实际运营过程中，嵌套式长期购电协议的嵌套服务可以包括多种类型，如将各种发电项目或电力用户聚集到一个池子里进行电量管理与预测，分摊不平衡风险等70。在该合约模式下，电力用户无需非常熟悉电力批发市场动态，依据合约条款锁定价格模式，市场风险将由第三方承担71。图 1 嵌套式长期购电协议72嵌套式长期购电协议是一类特殊的长期购电协议，在合约组成结构上和长期购电协议比较相似。嵌套式长期购电协议的核心特征在于引入了第三方（售电公司）进行负荷管理以及提供平衡服务。因此，嵌套式长期购电协议中，电力用户通常需要签订两份协议73。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展13 与发电企业签订的可再生能源长期购电协议，约定电价、电量模式等核心条款。与第三方（售电公司）的代理协议，约定平衡/嵌套服务的费用。在嵌套式长期购电协议中，服务费用的定价可以包含以下两种模式：根据第三方（售电公司）提供的平衡服务，约定固定的管理费。电力用户自建/投资新能源资产，并签订长期购电协议的模式下，提供平衡服务的第三方可以选择发电企 业自有的售电公司，平衡服务的费用可以体现在持股双方的投资回报率中。3.2 嵌套式长期购电协议与绿色电力套餐在长期购电协议中，引入第三方主体提供负荷管理与平衡服务，可以有效分摊发用双方的市场风险与运营成本。除电力用户与发电企业直接签署的嵌套式长期购电协议之外，也存在由第三方主体发起，为电力用户提供嵌套服务的模式74。以美国管制电力市场为例，电力用户可以与公用事业公司签署特殊服务合同，约定电量等细节，公用事业公司会与绿色电力供应商签署长期购电协议，采购绿色电力并提供给电力用户，电力用户需要支付电费、服务费用及其他费用75。在中国，亦有售电公司开展相似的绿色电力套餐模式。根据受访谈的售电公司，该企业在绿色电力交易启动时，就按照和电源侧签订多年合作协议，同时与部分用户签订背靠背协议的思路进行设计，为发电侧和用户侧提供互相搭桥的作用，目前已经与部分客户签订了 3-5 年的相关协议。图 2 绿色电力套餐模式76 嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展14表 2 嵌套式长期购电协议与绿色电力套餐对比由上述图表可见，嵌套式长期购电协议与绿色电力套餐模式的差异主要体现在协议的主导方不同，嵌套式购电协议由电力用户主导，而绿色电力套餐则由售电公司主导，电力用户与发电企业并不存在合约关系。两种模式的选择主要源于各方主体的风险偏好、绿电需求、成本与人力资源投入的差异。目前，市场上已经出现了由售电公司主导的绿色电力套餐，而由电力用户主导的嵌套式长期购电协议则需要进一步发展。3.3 小结嵌套式长期购电协议（相较于发用双方直接交易和绿色电力零售套餐）允许不同主体充分发挥各自优势，合理降低并有效分摊可再生能源长期合约存在的多种市场风险。围绕电力用户与发电侧所签订的双边协议，发电侧专注履行相应的合约义务，管理并维护发电资产，积极提供最新的负荷预测，配合调整合约舱位。另外，基于发用两侧信用所协商的双边合约，在信用及履约层面存在明确的信用主体，同时相较于一般的售电公司，发用主体基于自身品牌和资产体量的信用接受度更高，有助于良好履约并降低相应风险溢价。同时电力用户与发电企业基于各自风险偏好和实际需求直接签订双边协议，保留了长期购电协议的灵活度和电力实际交易成本的透明度。而嵌套式长期购电协议引入的第三方售电公司可以结合其资源和能力优势，综合管理合约负荷类相关风险。售电公司结合其实际业务体量对多种用户及资源聚合管理，相较于单一用户及发电侧资源，不同用户及发电资产的负荷风险可以相互抵消，使得第三方售电公司的实际负荷类风险大大降低。嵌套式长期购电协议绿色电力套餐主导方电力用户售电公司电力用户与发电企业之间是否签署协议是否电力用户费用组成PPA电价、嵌套服务费通常为整包价格嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展15第四章：嵌套式长期购电协议的应用价值嵌套式长期购电协议为可再生能源的消纳利用提供了全新的交易模式，其发展与推广需要各方主体的共同推动。本章节结合文献研究与访谈调研，综合梳理了嵌套式长期购电协议对可再生能源交易核心主体（电力用户、发电企业与售电公司）的价值，包括长期购电协议的普遍价值以及嵌套式长期购电协议对于各方主体的独特价值。4.1 嵌套式长期购电协议对电力用户的价值长期购电协议能够帮助电力用户锁定电力成本，稳定电力供给，助力其低碳转型发展。受访企业普遍展现了对于探索应用长期购电协议的积极态度。通过整理总结受访企业对于长期购电协议的理解和认识，长期购电协议对于电力用户的优势和价值主要体现在以下四方面：1 锁定电力成本，规避电价波动风险。电力成本是企业生产经营的重要成本之一。对于数据中心行业等电力 成本占比较高的行业而言77，电价的不可预期性波动会显著影响企业的运营成本。因此，电力用户希望通 过签订长期购电协议，提前锁定电力成本，避免未来电价大幅上涨或剧烈波动等风险。2 长期稳定的电力供给以满足企业不断扩大的生产运营规模。通过长期购电协议，企业可以获得预期稳定的 电力供给，能够满足企业不断扩大生产运营规模的需求与雄心，有助于企业长期稳定的发展。3 助力企业提升绿色电力消费比例，实现 100%可再生能源目标。部分受访企业已经承诺了 100%可再生 能源消费的目标，越来越多的企业正在规划其低碳转型目标。通过长期购电协议，发电企业将约定数量的 绿色电力证书划转至电力用户，从而助力电力用户实现 100%可再生能源目标。4 通过投资可再生能源项目进一步体现额外性。电力用户可以在可再生能源项目早期融资阶段参与项目投资 并签署长期购电协议，在保障可再生能源消费的同时，体现企业可再生能源采购的额外性，彰显企业的绿 色转型决心。长期购电协议在中国尚处于起步阶段，企业实践与案例相对较少。受访企业表示，主要原因包括定价机制有待厘清、发用双方直签协议存在技术门槛等。1 定价机制有待厘清。长期购电协议的核心是确定协议价格，以规避长期电价波动风险。尽管可再生能源度 电成本不断下降。然而，大部分可再生能源多年合约仍然采用锚定煤电价格的方式，一年一定78。这一现 状一方面没有体现可再生能源的发电成本和环境价值，另一方面也难以发挥规避长期价格上涨的效用。2 发用双方直签协议存在技术门槛。由于可再生能源场站的发电曲线和企业的用电曲线不能完全匹配，还需 要进行平衡调节。这意味着，对于电力用户来说，与发电企业直签协议存在技术门槛，协议执行将带来额 外的偏差电量处理和考核风险。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展16嵌套式长期购电协议在电力用户与发电企业直签协议的基础上，引入售电公司作为第三方主体提供负荷平衡与偏差管理等一系列服务。嵌套式长期购电协议可以在一定程度上，分摊电力用户的市场风险，提供更加多元化的发电侧资源选择，以及提供价格的可见性。1 助力电力用户推动以 LCOE（平准化度电成本）定价的合约模式，分摊电力用户的市场风险。以可再生 能源项目 LCOE 为定价基础，覆盖项目从建设到运营全周期的方式，能够充分反映可再生能源项目的投 资和运营特征79。受访企业提及，以 LCOE 为基准的定价模式下，电量结构通常按发电量付费，电力用 户不足或超额的电量都要在现货市场进行买卖，企业通常缺乏专门的交易技术能力，难以负担相应的财务 风险。而且单一用户体量较小，可平衡电量少，抗风险能力相对较低。而由第三方主体进行负荷平衡，能 够有效应对上述问题，从而促进该定价模式的推广应用。2 为电力用户提供更加多元的发电侧资源选择。在电力交易中，风险往往与价格信号挂钩。对于电力用户来 说，大型发电集团具备大量的发电资源，抗风险能力强，因此议价能力更强，价格更高。而中小型新能源 发电企业，发电资源较为单一，抗风险能力相对较差，相对更愿意在价格上让步。当电力用户出于价格的 考量与抗风险能力较低的中小型新能源企业交易时，嵌套式长期购电协议将偏差风险和平衡责任转移至售 电公司，为电力用户提供更大的发电侧选择空间。3 提升电力价格与平衡服务费用的透明度。嵌套式长期购电协议与绿色电力套餐均通过第三方主体（售电公 司）进行平衡管理。相较于绿色电力套餐模式，嵌套式长期购电协议中，电力用户与发电企业直接签订协 议并对合同条款进行协商，电价以及嵌套服务费对于电力用户更透明。4.2 嵌套式长期购电协议对发电企业的价值长期购电协议能够促进发电企业的可再生能源消纳，提供稳定的电价收入预期。对于有意向投资建设可再生能源项目的发电企业，长期购电协议能够拓展项目的投融资渠道。1 保障发电主体稳定的可再生能源消纳，提高收益的确定性。随着可再生能源装机大规模发展，未来可再生 能源消纳会成为发电企业自身的重要责任。长期购电协议能够帮助可再生能源发电企业提前锁定电量和价 格，促进长期稳定的消纳，提高可再生能源项目收入的确定性80。2 通过长期购电协议给予项目前期投资与测算支持。受访发电企业提及，通过长期购电协议，提前锁定稳定 的优质用户，并在此基础上，以可预期的电价收入获得项目前期投资与测算的支持。3 为可再生能源企业提供新的融资机会。中国现有的规模化可再生能源投资主要是由大型能源国有企业主导。长期购电协议为更多民营资本进入可再生能源投资建设赛道提供了新的融资机会，有助于促进可再生能源 装机规模的进一步提升。在此基础上，嵌套式长期购电协议能够降低发电企业的运营风险，并提供更加贴近用户侧的可靠合约选择。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展171 合理均摊责任，降低发电企业运营风险。单一新能源业务的发电企业，因为缺少其他类型的电源做支持，其风险波动相较于其他综合类发电企业更高。通过嵌套式长期购电协议的合约设计，发电企业与售电公司 在风险平抑方面进行合作，能够转嫁部分新能源资产运营风险。2 更加贴近用户侧资源，提供履约保障性。相较于绿色电力套餐模式，嵌套式长期购电协议为发电企业提供 了更加贴近用户侧的合约选择，发电企业、电力用户和售电公司共同作为合约签订方。发电企业普遍认为，签约方的履约能力是长期购电协议的基本保障。相较于由售电公司主导，发电企业更倾向与资信更好、用 电负荷稳定的大型电力用户直接签署协议。4.3 嵌套式长期购电协议对售电公司的价值售电行业的市场竞争不断加剧，嵌套式长期购电协议为售电公司提供了新的商业模式，以及长期稳定的收入来源。1 增加新型商业模式。售电公司通过批发市场购买电力，再销售给终端电力用户，并从中获得差价收益，是 目前售电公司的主要盈利模式，若没有较多的代理负荷，赚取差价的盈利空间有限81。售电公司需要探索 多样化的商业模式以支撑其长期发展。在嵌套式长期购电协议中，售电公司作为第三方主体通过帮助发用 主体平衡负荷波动和偏差风险的方式，赚取服务费。在售电市场竞争激烈的环境下，为售电公司提供了新 型商业模式，并在一定程度上倒逼售电公司提升信息预测与风险管理能力，以提升市场竞争力。2 增加收入来源的长期性和稳定性。嵌套式长期购电协议是多年期合约，在发用主体的履约性得以保障的前 提下，售电公司作为提供平衡管理服务的第三方主体，嵌套式长期购电协议可以成为其一种长期稳定的收 入来源。4.4 小结嵌套式长期购电协议作为一种创新的交易模式，能够有效分摊发用主体的市场风险，保障绿电交易中各核心市场主体的相关利益。尽管该模式在中国目前仍属于探索阶段，相关实践案例较为有限，但在访谈过程中，受访企业普遍表达了兴趣与意愿，并为该模式的实践提出了以下建议：1 在嵌套式长期购电协发展早期阶段，提供嵌套服务的主体可优先考虑发售一体，或具备良好信用的售电公 司。提供嵌套服务的售电公司将承担发用双方的市场风险。基于发电企业与电力用户签订的嵌套式长期购 电协议，结合每年各省电力市场年度交易规则的变化情况，实现协议电量的交付和结算。发售一体化的售 电公司具备较强的资信能力与电源的优势，具备较好的平衡调节能力。2 嵌套服务费应当综合考量未来用户分摊辅助服务费用、长期购电协议的价格与电量组合策略。1)辅助服务市场正处于建设阶段，伴随着可再生能源渗透率提升，市场对于辅助服务的需求不断扩大，辅嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展18 助服务费用将会向用户侧进行分摊82。当用户面临分摊的辅助服务费用与嵌套服务费用相似时，用户需 要对二者做出综合比较并做出选择。2)服务费的锚定参考应当综合考量售电公司提供嵌套服务的质量和水平，以及长期购电协议的价格组合策略。3 市场需要完善对于提供嵌套服务的第三方主体的监管机制，实现中间环节风险可控。在嵌套式长期购电协 议的模式下，市场风险主要由售电公司作为中间方承担，对于售电公司的能力与资信都提出了更高的要求。因此，未来市场需要进一步推出对于市场主体的监管、信用考评等机制，以管理中间环节的风险。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展19第五章：中国嵌套式长期购电协议的发展思考在供给侧和需求侧的共同推动下，可再生能源市场化进程将进一步加快，更加适应可再生能源发展的电力交易模式势在必行。5.1 嵌套式长期购电协议的意义与价值嵌套式长期购电协议的引入和推动，能够更好满足电力用户的绿色电力需求，稳定可再生能源项目的收益预期，从供需两侧共同促进中国可再生能源产业发展。此外，嵌套式长期购电协议有助于促进绿色电力价格体系的完善和灵活调节资源的建设，加速推动新型电力系统构建。1 扩大绿色电力交易规模，满足持续增长的绿色电力消费需求。中国绿色电力市场建设处于初期阶段，绿电 交易以年度、月度及月内等模式开展。存在交易产品形式单一、交易模式灵活度有限，无法满足用户多样 化的绿电需求等挑战83。嵌套式长期购电协议将扩增绿色电力市场交易品种的时间尺度，拓宽可再生能源 运营商与电力用户的交易空间，提高可再生能源的供需匹配效率。同时，嵌套式长期购电协议能够一定程 度上帮助电力用户规避偏差风险，可以有效提高绿色供需匹配的意愿，提升绿色电力市场的消费活力。2 稳定可再生能源收益预期，促进可再生能源发展。可再生能源的长效发展取决于两个关键因素：一是合理 的收入预期，以吸引足够的投资；二是电力系统给予的稳定消纳保障84。嵌套式长期购电协议作为市场收 益预期凭证，可以发挥一定的金融属性，提高新能源投资信心与产业运营综合收益，满足可再生能源运营 商的利益需求，促进全国可再生能源的规模化发展。3 体现可再生能源的调节成本，完善绿色电力定价体系。当前绿色电力价格结构由电能量价格和绿色环境价 值组成85。通常，电能量价格反映发电成本和利润空间，绿色环境价值反映电力用户为清洁用能付出的额 外成本和可再生能源运营商的环境收益。高比例可再生能源对电力系统灵活性提出了更高要求，也抬高了 电力系统的辅助服务整体成本86。响应可再生能源波动的调节成本与传统运行成本统一分摊，导致定价体 系失真、价值传导不足。引入以嵌套式长期购电协议为代表的交易模式，一方面可以促进电力用户瞄准可 再生能源的真实运营成本定价，推动可再生能源的电能量价值趋稳；另一方面，能够推动电力用户以平抑 偏差为目的进行服务委托，实现运营成本的主动承担。继而细化绿色电力价格的组成因素，形成电能量价 格 系统调节费/服务费 绿色环境价值的新型价格模式，完善绿色电力价格的体系。4 促进灵活调节资源建设，推动新型电力系统构建。电力系统的调节成本、备用成本和容量成本将随着可再 生能源电量比例的进一步提升显著增加87。嵌套式长期购电协议引入售电公司作为平衡责任主体，提高了 电力系统平衡能力。与此同时，售电公司聚集不同企业大量的绿色电力需求，通过自建、代理或租用灵活 性调节资源等方式提供偏差管理服务，进一步增强电力系统灵活性。同时，嵌套式长期购电协议可以促进 可再生能源产业发展，显著增加对电力系统调节性资源的需求，进而刺激灵活调节资源的投资建设，促进 虚拟电厂、共享储能等商业模式的应用，推动新型电力系统构建。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展205.2 嵌套式长期购电协议的挑战及分析嵌套式长期购电协议无疑为促进可再生能源发展，协同和满足各市场主体的发展诉求，提供了有价值的解决方案。但是，嵌套式长期购电协议在中国的落地应用，仍然面临政策、机制、技术、运营等方面的挑战。挑战一：中国绿色电力市场体系下，嵌套式长期购电协议发展驱动力不足。国外成熟电力市场中的嵌套式长期购电协议的发展驱动力，主要源于发用市场主体的偏差管理需求。为支持可再生能源发展，中国要求电网全额收购可再生能源发电量，并承担其发电波动的平衡义务88，加大了电网运行复杂程度。由于偏差考核机制和履约方法缺乏标准化指导规则，导致发用两侧在中长期履约风险和责任追溯具有较大难度。因此，需要加强对可再生能源发电侧和用户侧偏差考核的标准制定，引导发电侧和用户侧通过签订嵌套式长期购电协议，化解考核风险。分析一：电力系统的有偿辅助服务成本，应根据差异化的补偿或分摊标准，逐步从仅由发电侧分摊向发电侧和用户侧共同分摊过渡。国家能源局修订发布了电力辅助服务管理办法89，提出分摊机制应该按照“谁提供、谁获利；谁受益、谁承担”的原则。这一方面将驱动电力用户持续提升负荷预测的精准度，降低用能偏差及相应的辅助服务成本；另一方面有助于促进灵活资源的挖掘、建设和优化配置，获取辅助服务收益。完善的辅助服务市场化定价与分摊机制，将为中国绿色电力市场环境下嵌套式长期购电协议的发展，提供更强的驱动力。挑战二：引入新型调节主体，提供嵌套式长期购电协议中的平衡服务对售电公司提出了更高的要求。嵌套式长期购电协议模式下，第三方售电公司将承担更大的平衡责任，参与电力系统平衡的灵活调节资源的管理和调度变得更加复杂。在国外，售电公司通常拥有广泛的灵活调节资源，能够发挥较大的调节能力，满足代理用户的偏差平抑需求。在中国，售电公司和虚拟电厂运营商、负荷聚合商在电力市场中扮演不同的角色。售电公司主要开展代理购售电业务，以购售电价差为主要盈利模式，部分售电公司不具备很强的资源调节和托管运营能力。具备灵活调节资源的虚拟电厂运营商或负荷聚合商，则主要通过聚合电力用户可供调节的负荷，开展需求侧响应或辅助服务90。需要将不同市场角色的业务进行融合，深度参与电力系统运营和电力市场交易，从而加速嵌套式长期购电协议的落地。分析二：售电公司需要融合代理购售电业务与灵活性资源调节能力，构建售电公司 虚拟电厂运营商模式。随着售电侧市场的全面放开，部分售电公司代理用户规模可观，数字化系统建设逐步成型，售电公司在电力市场运营中的技术能力与博弈意识较高，易于向具备调节能力的复合型售电公司转型发展。售电公司在现有代理购售电的基础上，通过向电网提供灵活调节服务，提供嵌套式服务等方式，可以进一步提高盈利水平，将成为未来电力市场中重要的市场主体。山西省能源局关于印发虚拟电厂建设与运营管理实施方案的通知提到，引导发、用、储侧资源通过虚拟电厂方式积极参与电力平衡，大幅提升电力系统的灵活性和可靠性91，也指明了类似的发展方向。挑战三：嵌套式长期购电协议配套的市场监管和信息披露不足。在英国市场中，交易中心、调度机构和电网企业三者互相独立92。同时电力市场信息披露相对开放，这些因素为嵌套式长期购电协议的签订落实、权益核验和有效监管提供了有利条件。中国电力市场的运营机构设置则以“调度机构在电网企业内部，交易中心相对独嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展21立”呈现93，市场信息披露的深度和广度相对不足，体制机制建设有待进一步完善94。嵌套式长期购电协议涉及多方主体和复杂的量价、平衡合同，相对不完善的体制机制，将对其落地应用带来挑战。此外，售电公司将承担更大的平衡责任，却难以通过直接的计量体系实现履约监管，将进一步增加合同执行的监管难度。分析三：电力市场运营机构需要认定嵌套式长期购电协议下供需两侧市场主体与第三方售电公司的权责划分，设计全新的市场运营机制、履约监管办法及风险预警机制，并加强电力市场的信息披露。同时，应充分考虑中国绿色电力市场建设情况，设计协议内容和执行方式，同步推进长期购电协议与嵌套式长期购电协议的落地应用，优先丰富绿色电力采购模式，逐步增强市场主体对于协议的适应性，理解偏差平衡的重要性。挑战四：现有绿色电力定价体系与嵌套式长期购电协议的价值传导错配。中国绿色电力市场设计的指导思想是驱动可再生能源产业发展和能源低碳转型，补贴机制是可再生能源产业发展的重要激励措施，而补贴的迟滞性加剧了绿色电力价格信号失真，现有绿色电力交易体系中的中长期价格信号与现货价格信号衔接不畅。嵌套式长期购电协议的引入将驱动供需两侧锚定新能源发电成本，这将导致长期购电协议定价模式与现有的中长期交易、现货交易的定价模式出现更大的偏差。另外，嵌套式长期购电协议需要对灵活资源的调节进行定价，绿色电力价格体系中电能量价值向“电能量价值 调节性价值”转移，多种定价间的价值传导和衔接亟待进一步厘清。分析四：以绿色环境价值逐步替代补贴机制，成为可再生能源成本回收的新模式，推动可再生能源发电全面进入市场，通过电力市场发现真实的价格信号，从而实现绿色电力在不同交易时序下的价格衔接。鼓励售电公司锚定辅助服务市场价格，签订嵌套式长期购电协议，提前开发或采购调节能力，以满足自身的偏差平抑调节需求，进一步激励灵活资源的发展和利用，提高辅助服务市场的竞争水平。分析研究嵌套式长期购电协议对电能量交易品种和辅助服务交易品种的影响，特别是价格信号的传导影响，统筹嵌套式长期购电协议与其他交易品种的衔接问题。挑战五：支撑嵌套式长期购电协议的落地应用的关键能源互联网相关技术尚未广泛应用。嵌套式长期购电协议履约的前提是风险预测及监管能力，高度依靠电力系统运行数据、电力市场运营数据以及部分调节资源的多维互动信息。计量体系不足、运管算法缺失以及投资回收压力等原因限制了第三方主体的嵌套式长期购电协议服务供给能力，需要更广泛的应用先进信息通信技术。同时，售电公司提供的风险调节需求需要与电网运行平台及时互通，并在电力市场运营平台进行备案。随着源网荷储协调程度的提升，数据驱动的业务需求不断上涨95，需要建设多方平台贯通、多维数据融合的开放共享运营体系。分析五：售电公司应更加广泛的应用能源互联网相关技术，通过用户灵活性挖掘、聚合互动、能量管理、运维托管等多种增值服务提升用户的精细化服务水平，促使自身具备一定的灵活调节能力，提高综合收益并降低运营风险。依托电力大数据，赋能交易辅助决策、全周期风险评估、隐私防护体系建设等业务，提升售电公司的数据管理水平。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展22第六章：总结与建议随着中国“双碳”政策的持续细化和能源转型的加速推进，持续增长的绿电消费需求与完善的绿电市场化机制将成为促进可再生能源长期稳定发展的重要抓手，彼此相辅相成，共同协力推进。一方面，电力用户对绿电的市场需求持续增加，参与交易的主体更加多元，绿电交易的扩容需要更加灵活的市场机制和更加丰富的交易模式作为支撑。另一方面，以嵌套式长期购电协议为代表的交易模式的引入能够在一定程度上帮助市场主体规避运营风险，有效提高绿电供需匹配的意愿，更好地支撑企业用户的绿电需求，进而提升电力系统的消纳能力，加速可再生能源市场化转型与规模化发展。与此同时，定价机制的完善、不同机制体系间的衔接、售电公司的能力建设等问题或成为嵌套式长期购电协议在中国进一步推广应用的挑战。因此，报告建议1 完善定价机制，加强电能量价值、绿色环境价值、灵活性资源价值之间的传导与衔接。2 推动电力系统灵活性资源建设。嵌套式长期购电协议将增加市场主体对于灵活性资源的需求。为保障电力 系统稳定运行，满足市场主体需求，一方面，需要加强电力系统各类灵活性资源的建设，另一方面，应鼓 励多方主体通过试点嵌套式长期购电协议等交易模式挖掘灵活性资源价值。3 提升售电公司提供平衡与负荷管理服务的能力。嵌套式长期购电协议引入售电公司作为平衡与负荷管理服 务的第三方主体。这对于售电公司参与电力市场，提供预测与管理服务的能力提出更高的要求。4 理顺嵌套式长期购电协议下多方主体的权责划分、履约监管、风险预警等问题。嵌套式长期购电协议模式 下包含多方主体，如发电方、用电方、售电方以及电网等。需要进一步理顺多方主体的权利与责任划分，并设定相应的履约监管与风险预警机制，以确保协议签订后的可靠执行。同时，企业积极的绿电采购行动对于中国绿电市场交易至关重要。以嵌套式长期购电协议为代表的交易模式将推动绿电交易的长效发展，为持续增长的绿电需求提供有力支撑，进一步加速中国“双碳”目标的实现。对于企业开展绿电采购工作，试点如嵌套式长期购电协议等新型交易模式，建议如下：1 尽快设立 100%可再生能源消费与全供应链碳中和目标。100%可再生能源与碳中和目标是企业加速绿 电消费，稳步迈向能源转型的重要一步。公开透明的目标不仅能够展现企业的气候决心，向市场释放积极 信号，更能够为企业采购行动与进展提供衡量与指引。2 加速扩大可再生能源消费规模与消费比例。企业应当结合自身可再生能源目标、用能预测与市场预测等，制定完善、切实可行的绿电消费综合路径，并积极披露可再生能源项目进展、绿色权益归属等信息，加强 绿色电力的可追溯性。3 加强多方合作，推动嵌套式长期购电协议的试点与落地。电力用户作为绿电的需求主体，应当针对自身绿 电消费需求，积极与电网、发电方、售电方合作，多方主体共同推动如嵌套式长期购电协议等新型绿电交 易模式在中国电力市场的试点与落地。嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展23注 释国务院.2021.10.26.国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知.取读于中华人民共和国中央人民政府 https:/ 全球能源互联网发展合作组织.2021.03.18.中国 2030 年能源电力发展规划研究及 2060 年展望发布版 PPT.取读于 https:/ 能源局.2022.06.01.关于印发“十四五”可再生能源发展规划的通知.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 环资司.2023.02.15.2022 我国可再生能源发展情况.取读于中华人民共和国国家发展和改革委 https:/ 参考：也聊能源经济.2022.03.25.国外绿电交易中的 PPA 和 VPPA 是什么？取读于 https:/ 参考：Bird&Bird.2022.08.04.Corporate PPAs:An international perspective-2022 Edition.取读于 https:/ 国家能源局.2023.02.13.国家能源局举行新闻发布会，发布 2022 年可再生能源发展情况等.取读于 https:/ 光伏头条.2022.10.05.874.037GW！30 省/市“十四五”时期新增风光装机目标（全文件）.取读于 https:/ 尹凡,王晶.2020.可再生能源的发展与利用简析.世界环境.取读于 http:/ 彭博新能源财经.2022.07.BNEF 精选模型研讨会：度电成本与绿氢Safwat Kabel,Tarek and Bassim,Mohga,Reasons for Shifting and Barriers to Renewable Energy:A Literature Review(January 2020).International Journal of Energy Economics and Policy,2020,10(2),89-94.,Available at SSRN:https:/ 引自于 IEE.(2014),Beyond Energy Action Strategies.Belgium:Guideline for Identification of Barriers.p1-47.涂强,莫建雷,范英.中国可再生能源政策演化、效果评估与未来展望.J.中国人口 资源与环境,2020,30(3):29-36新华每日电讯.2023.08.21.中国光伏风电产业何以“风光世界”中国高质量发展亮点透视之三.取读于 http:/ 国家发展改革委、国家能源局.2019.01.07.国家发展改革委 国家能源局关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 中华人民共和国国家发展和改革委员会.2021.06.07.国家发展改革委关于 2021 年新能源上网电价政策有关事项的通知.取读于 https:/ 中能建（北京）能源研究院.2023.04.26.什么是绿电、绿证？取读于中碳协 https:/ 郝一涵、江漪、路舒童、李婷，企业绿色电力采购机制中国市场年度报告：2022 年进展、分析与展望，2023 年 4 月能源局.2023.08.03.国家发展改革委 财政部 国家能源局关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 江苏省发展和改革委员会.2022.06.10.省发展改革委等部门关于印发江苏省促进绿色消费实施方案的通知.取读于 https:/ 中电联规划发展部.2023.01.28.2022 年 1-12 月份全国电力市场交易简况.取读于中国电力企业联合会 https:/ 绿色和平.2022.08.24.科技企业绿电采购新浪潮:案例、挑战与建议.取读于 https:/ 释嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展2422232425262728293033738394041424344区域绿色电力交易规则（试行）.取读于 https:/ https:/ 国家能源局关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 济宁市能源局.2023.02.22.国家三部委印发关于享受中央政府补贴的绿电项目参与绿电交易有关事项的通知.取读于 https:/ 落基山研究所.2021.12.21.中国绿电市场快速发展 推动绿电资产进一步增值.取 读 于 https:/ 国家能源局关于印发电力现货市场基本规则（试行）的通知.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 国家发展改革委、国家能源局.2015.11.26.国家发展改革委 国家能源局关于印发电力体制改革配套文件的通知.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 刘雨菁,王康,高硕,刘子屹,陈梓浩,2023 电力市场化改革洞察：面向市场参与者的 20 大趋势，落基山研究所，2023能者征途.2023.05.09.新能源进现货的解药在中长期市场(一).取读于 https:/ 远景智能极客院.2023.04.28.盘点|2023 年第一季度新能源现货市场电价.取读于 https:/ 上海市发展和改革委员会.2022.04.29.关于转发国家发展改革委办公厅 国家能源局综合司关于加快推进电力现货市场建设工作的通知的通知.取读于 https:/ 绿色和平.2022.08.24.科技企业绿电采购新浪潮:案例、挑战与建议.取读于 https:/ 苗红 时璟丽 彭澎 著.美国绿色电力市场综述.2019.工作报告，北京：世界资源研究所Weightmans.2021.09.22.Corporate power purchase agreements(PPAs)-The benefits and challenges.取读于 https:/ Green PPA 简介.取读于 https:/ 也聊能源经济.2022.03.25.国外绿电交易中的 PPA 和 VPPA 是什么？取读于 https:/ 彭博新能源财经.2023.08.30.2023 年上半年企业能源市场展望IEA(2023),中国建设全国统一电力市场体系,IEA,Paris https:/www.iea.org/reports/building-a-unified-national-power-market-system-in-china?language=zh,License:CC BY 4.0中国之声.2023.09.19.中国之声：我国首个电力现货市场基本规则发布.取读于国家能源局 https:/ 政研室.2021.09.28.锚定“双碳”目标，绿色电力交易方案蓄势出台绿色电力交易试点工作方案解读.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 国家发展改革委、国家能源局.2022.12.02.国家发展改革委 国家能源局关于做好 2023 年电力中长期合同签订履约工作的通知.取读于中华人民共和国中央人民政府 https:/ 绿色和平.2022.08.24.科技企业绿电采购新浪潮:案例、挑战与建议.取读于 https:/ https:/ 巴斯夫中国.2023.09.07.巴斯夫与国家电投签署为期 25 年的购电协议，为其湛江一体化基地购买可再生能源电力.嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展25454647484950557585960616263取读于 https:/ 液化空气.2023.06.16.液化空气签署在华首个长期可再生电力采购协议.取读于 https:/ 科思创.2022.12.13.科思创与中广核达成绿电采购协议.取读于 https:/ https:/ GDS 万国数据.2021.09.08.万国数据出席全国绿色电力交易试点启动会，与中广核新能源签署大规模绿电采购协议.取读于 https:/www.gds- WBCSD.2018.03.26.Innovation in power purchase agreement.取读于 https:/www.wbcsd.org/Programs/Climate-and-Energy/Energy/REscale/Resources/Innovation-in-Power-Purchase-Agreement-Structures 能者征途.2023.05.26.中文世界首篇 Green PPA 简介.取读于 https:/ 北极星售电网.2022.04.20.绿电 PPA 定价方法研究.取读于 https:/ WBCSD.2021.06.07.Pricing structures for corporate renewable PPAs.取读于 https:/www.wbcsd.org/Programs/Climate-and-Energy/Energy/REscale/Resources/Pricing-structures-for-corporate-renewable-PPAs Pexapark.2022.11.11.Corporate Power Purchase Agreement:How is it priced?取读于 https:/ structures for corporate renewable PPAs.取读于 https:/www.wbcsd.org/Programs/Climate-and-Energy/Energy/REscale/Resources/Pricing-structures-for-corporate-renewable-PPAs WBCSD.2021.06.07.Pricing structures for corporate renewable PPAs.取读于 https:/www.wbcsd.org/Programs/Climate-and-Energy/Energy/REscale/Resources/Pricing-structures-for-corporate-renewable-PPAs Aquila Capital.2019.Power Purchase Agreements:A European Outlook.取读于 https:/www.aquila-capital.de/fileadmin/user_upload/PDF_Files_Whitepaper-Insights/2019-11-15_Whitepaper_PPA_EN.pdf RVI.2023.04.11.Pay-as-produced and baseload PPA-whats the difference?取读于 https:/ RVI.2023.04.11.Pay-as-produced and baseload PPA-whats the difference?取读于 https:/ RVI.2023.04.11.Pay-as-produced and baseload PPA-whats the difference?取读于 https:/ 孙庆南，郭玉兰，林腾 北京大成(上海)律师事务所.2022.06.06.绿电交易合同面面观基于电力用户直接参与交易的视角.取读于北极星售电网 https:/ 北京市城市管理委员会.2022.12.16.北京市城市管理委员会关于印发北京市 2023 年电力市场化交易方案、绿色电力交易方案的通知.取读于 https:/ 甘肃省发展和改革委员会.2021.12.06.关于发布甘肃省 2022 年省内电力中长期交易实施细则的公告.取读于 http:/ 发展改革委、能源局.2020.06.10.发展改革委 能源局关于印发电力中长期交易基本规则的通知.嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展26取读于中华人民共和国中央人民政府 https:/ 广东省能源局.2021.12.18.广东省发展改革委 广东省经济和信息化委 国家能源局南方监管局 关于印发广东省售电侧改革试点实施方案及相关配套改革方案的通知.取读于 http:/ http:/ DCD.2022.02.11.Data centers will buy bigger off-shore wind PPAs,after the 2021 energy price surge-report.取读于 https:/ https:/ PPA 和 VPPA 是什么？取读于 https:/ Bird&Bird.2022.08.04.Corporate PPAs:An international perspective-2022 Edition.取读于 https:/ Next Kraftwerke Belgium.What is a Power Purchase Agreement(PPA)?取读于 https:/www.next-kraftwerke.be/knowledge-hub/ppa-power-purchase-agreement#sleeved-ppa UrbanGrid.2019.04.22.WHAT IS A SLEEVED PPA?取读于 https:/ Bird&Bird.2022.08.04.Corporate PPAs:An international perspective-2022 Edition.取读于 https:/ Think RE.WHAT IS A CORPORATE POWER PURCHASE AGREEMENT?取读于 https:/www.think- Bird&Bird.2022.08.04.Corporate PPAs:An international perspective-2022 Edition.取读于 https:/ Urbangrid.2019.04.22.WHAT IS A SLEEVED PPA?取读于 https:/ 苗红 时璟丽 彭澎 著.美国绿色电力市场综述.2019.工作报告，北京：世界资源研究所.图表的流程参考 Think RE.WHAT ARE MERCHANT POWER PURCHASE AGREEMENTS?取读于 https:/www.think- 艾瑞咨询.2020.12.14.2020 年中国数据中心行业研究报告.取读于艾瑞网 https:/ 刘雨菁,王康,高硕,刘子屹,陈梓浩,2023 电力市场化改革洞察：面向市场参与者的 20 大趋势，落基山研究所，2023刘雨菁,王康,高硕,刘子屹,陈梓浩,2023 电力市场化改革洞察：面向市场参与者的 20 大趋势，落基山研究所，2023Pexapark.What is a PPA?THE Guide to Power Purchase Agreement.取读于 https:/ https:/ 中国能源报.2023.04.03.完善辅助服务分摊机制，促进电力系统转型发展.取读于人民网 http:/ 中国发展观察.2023.08.21.产业|我国绿电市场化机制建设的进展、问题与建议.取读于 https:/ 中国发展观察.2023.08.21.产业|我国绿电市场化机制建设的进展、问题与建议.取读于 https:/ 国家发展改革委、国家能源局.2022.12.02.国家发展改革委 国家能源局关于做好 2023 年电力中长期合同签订履约工作的通知.取读于中华人民共和国国家发展和改革委员会 https:/ 中国能源报.2020.11.29.需求增长，电力辅助服务价格看涨.取读于 https:/ 646566676869707777879 808嵌套式长期购电协议在中国的应用与发展27878889909192939495中国电力企业管理.2022.04.06.探讨|新能源入市后，电价与收益面临三大风险！难题如何破解？取读于北极星售电网 https:/ 中国能源报.2020.03.12.实例分析：可再生能源 储能，可大幅降低电力系统投资.取读于 https:/ 国家能源局.2021.12.21.国家能源局关于印发电力辅助服务管理办法的通知.取读于 http:/ 储能领跑者联盟.2023.04.21.一文带你了解虚拟电厂.取读于 https:/ 山西省能源局.2022.06.21.山西省能源局关于印发虚拟电厂建设与运营管理实施方案的通知.取读于山西省人民政府公报 https:/ 宋永华,包铭磊,丁一,邵常政,尚楠.新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议 J.中国电机工程学报,2020,40(10):3172-3187.引自王秀丽，宋永华，王锡凡英国电力市场新模式：结构、成效及问题 J中国电力，2003，36(6)：1-5.宋永华,包铭磊,丁一,邵常政,尚楠.新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议 J.中国电机工程学报,2020,40(10):3172-3187.中国电力企业管理.2022.07.18.深度|电力现货市场信息披露机制亟待完善.取读于电联新媒 https:/ 讯腾电力.2018.01.08.售电、能源大数据与能源互联网的未来.取读于搜狐网 https:/ 著作权及免责声明本报告由绿色和平和中国传媒大学基于在北京取得的临时活动备案共同发布。本报告为基于有限时间内公开可得信息研究产出的成果。如本报告中相关环境信息存在与真实信息不符的情况，欢迎与我们沟通联系：greenpeace.org。由于信息获取渠道的局限性，绿色和平、中国传媒大学不对报告中所含涉信息的及时性、准确性和完整性作任何担保。本报告研究期间之外，各信息平台上公开的环境信息如有被更改或增加的信息不被包括在此研究结果分析中。本报告仅用于政策参考、信息共享和环保公益目的。本报告中提及的企业及引用的商标仅作为研究示例，并不代表绿色和平对相关企业进行批评或推荐。除标明引用的内容以外，本报告内所有内容（包括文字、数据、图表）的著作权及其他知识产权归绿色和平所有。如需引用本报告中的数据及图表，请注明出处。标明由绿色和平拍摄的照片必须取得绿色和平授权后方可使用。绿色和平是一个全球性环保组织，致力于以实际行动推动积极的改变，保护地球环境。地址:北京东城区东四十条 94 号亮点文创园 A 座 201 室 邮编:100007电话:86(10)65546931传真:86(10)

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本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。1 20232023 年年 1111 月月 2626 日日 电力及公用事业电力及公用事业 行业深度分析行业深度分析 新型电力系统建设新阶段.

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 2023 年深度行业分析研究报告 内容目录内容目录 第一章 电力市场化改革发展概述.4 1.1 全球电力市场化改革.4 1.1.1 电力批发市场的竞争性体制改革.4 1.1.2 新能源发展引致的市场化.

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点击查看更多上海交大：基于数字孪生与沙盘推演的城市新型电力系统元宇宙建设-以分布式能源资调度为例（2023）（39页）.pdf精彩内容。

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 ?th?“?”?GIP?.I?.1?.3?.3?.12?.14?.19?.19?.22?.27?.27?.50?.65?.66?.71?.75?.75?.79?.82 I?2021?II?1?2021.

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点击查看更多天津大学：考虑多类型极端灾害的综合能源系统韧性评估技术（2023）（26页）.pdf精彩内容。

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请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 产业研究报告 2023 年 11 月 17 日 风电风电 老旧老旧风场“以大代小”技改风场“以大代小”技改市场分析与政策建议市场分析与政策建议 风电.

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